Với quá trình phát triển rất nhanh của công nghệ và nhu cầu của thị trƣờng đòi hỏi, các hãng đều đƣa ra những giải pháp của mình đối với thiết bị chuyển mạch đa dịch vụ trong mạng tƣơng lai. Trong các giải pháp di trú lên NGN thƣờng đƣợc chia làm hai hƣớng: di trú từ mạng dữ liệu lên NGN và di trú từ mạng thoại lên mạng NGN.
2.1.1 Các bước di trú từ mạng PSTN sang NGN của Alcatel
Mục đích của phần này là đƣa ra các bƣớc di trú từ mạng PSTN trên cơ sở kỹ thuật ghép kênh TDM theo hƣớng mạng thế hệ tiếp theo NGN trên chuyển mạch gói. Từ góc độ kinh tế với những tiện lợi trong việc thiết lập và hội tụ mạng hiện tại để di trú đến mạng thế hệ mới NGN. Với góc độ công nghệ, phần này tập trung vào vai trò của cuộc gọi/giao thức báo hiệu phiên, và thời cơ để triển khai các dịch vụ và các ứng dụng qua giao diện mở.
48
Quan điểm của Alcatel với NGN là:
- Làm rõ sự ngăn cách giữa lớp truy nhập, truyền dẫn, điều khiển và dịch vụ.
- Thao tác giữa các phần, giữa các lớp và tất cả các mạng khác thông qua giao diện mở.
- Điều khiển trong suốt với nhiều công nghệ truyền dẫn (ATM, IP, TDM, FR, …).
- Sử dụng các thành phần của mạng theo chuẩn (Gateways, Softswitches, Application Servers, vv.)
Mạng NGN đang nắm giữ một vai trò quan trọng và đầy hứa hẹn trong việc cung cấp hàng loạt các dịch vụ dữ liệu, dịch vụ đa phƣơng tiện mới mang lại nhiều cơ hội kinh doanh mới và lợi nhuận mới.
Các bước di trú đến NGN về mặt công nghệ:
- Hợp nhất - Consolidation: Tối ƣu hoá mạng PSTN giảm chi phí hoạt động (OPEX). Sự hợp nhất có thể kết hợp với sự lựa chọn những sản phẩm tin cậy cho tƣơng lai để chuẩn bị hƣớng tới NGN (nhƣ Node truy nhập đa dịch vụ với sự tiến hoá của Gateway truy nhập).
- Sự di trú - Migration: Tận dụng và sử dụng lại cơ sở hạ tầng và dịch vụ của mạng PSTN cho việc di trú và quá trình chuyển đổi sang NGN. - Sự thay thế - Replacement: thay thế các thành phần của PSTN với các
thành phần tƣơng ứng với NGN.
Các bƣớc di trú trên còn phụ thuộc rất lớn vào tình hình của thị trƣờng, mạng thực tế đang tồn tại. Vì vậy kế hoạch cải tiến các mạng có thể đƣợc áp dụng không thể giống nhau [16].
Alcatel đƣa ra giải pháp tổng thể gồm 6 bƣớc phát triển từ mạng viễn thông hiện tại tiến tới mạng NGN nhƣ sau:
- Bƣớc 1: Mạng PSTN cho thoại và truy nhập Internet. - Bƣớc 2 : Hợp nhất PSTN và hội tụ dữ liệu.
- Bƣớc 3 : Thoại trên công nghệ gói đối với các dịch vụ đƣờng dài.
- Bƣớc 4 : Thoại trên công nghệ gói đối với các dịch vụ truy nhập nội hạt. - Bƣớc 5 : Các dịch vụ đa phƣơng tiện đƣợc triển khai.
- Bƣớc 6 : Mạng viễn thông thế hệ mới NGN hoạt động với đầy đủ các tính năng.
49
Bước 1: Mạng PSTN cho thoại và truy nhập Internet.
Hình 2.1: Mạng PSTN hiện tại
Điểm xuất phát cho việc di trú tới NGN là mạng PSTN ngày nay (hình 2.1). Trong đó có:
- TDM và SS7 [A]: Trong mạng này tất cả lƣu lƣợng thoại đƣợc truyền qua TDM và đƣợc điều khiển bởi một hệ thống phân cấp cục bộ (LEX/Class 5) và chuyển mạch kênh làm chuyển tiếp (TEX/Class 4). Mạng báo hiệu sử dụng hệ thống báo hiệu SS7.
- Dịch vụ mạng thông minh [B]: Các dịch vụ giá trị gia tăng đƣợc cung cấp thì nằm bên trong chuyển mạch hoặc đƣợc cung cấp bởi mạng thông minh (IN). Các dịch vụ thông minh gồm có dịch vụ Calling Card, Number Translation và routing services, và Enterprise Network services (nhƣ Virtual Private Networks và Wide Area Centrex).
- Truy cập Internet [C]: Với số lƣợng tăng rất nhanh ngƣời sử dụng Internet, việc cung cấp kết nối đến ISP thông qua mạng băng hẹp
50
(PSTN or ISDN) với dịch vụ dial-up hoặc thông qua mạng băng rộng ADSL (sử dụng bộ chia để tách thoại) [16]..
Bước 2: Hợp nhất mạng PSTN
Trong sự di trú tới dịch vụ đa phƣơng tiện và những ứng dụng cho mạng thế hệ tiếp theo khác. Hợp nhất và tối ƣu hoá cơ sở hạ tầng TDM để giảm phí tổn khi tiến đến NGN và cho phép chúng tạo ra những cơ hội kinh doanh mới.
- Hội tụ chuyển mạch [D]: Sự triển khai số lƣợng nhỏ các tổng đài lớn (bao gồm tổng đài nội hạt và tổng đài chuyển tiếp) với sự tăng nhanh dung lƣợng chuyển mạch và các giao diện tốc độ cao (SDH, ATM) làm giảm bớt chi phí hoạt động và cho phép phát triển nhanh hơn các dịch vụ mới. Chuyển mạch dự phòng có thể đƣợc chuyển đổi để thêm vào bộ tập trung truy nhập từ xa. Sự mở đầu cho công nghệ mới với kết cấu bên trong tổng đài chuyển mạch gói, điều này cho phép các hãng giảm tổn phí và có thể dùng lại toàn bộ cơ sở hạ tầng cho dịch vụ dữ liệu mới.
- Hợp nhất mạng truy nhập [E] và thoại qua DSL - VoDSL [F]: Thêm vào những Node truy nhập mới và nâng cấp hoàn thiện một số Node đang tồn tại trong mạng để tận dụng mạng PSTN, trong khi mở rộng vùng bao phủ và băng thông đến những thuê bao riêng lẻ. Công nghệ truy nhập mới cung cấp xuyên suốt truy nhập đa dịch vụ nhƣ thoại (POTS, ISDN) và dịch vụ dữ liệu (ADSL, ATM, IP, FR, …) và một cách mở đƣờng tiến đến NGN.
- Tối ƣu hoá cơ sở hạ tầng truy nhập ADSL và đƣợc thấy rõ thông qua việc giới thiệu thoại qua DSL (Voice over DSL - VoDSL) thông qua đƣờng dây điện thoại.
- Dịch vụ hội tụ mạng IN- Internet [G]: Mở rộng phục vụ tới mạng PSTN và Internet, điểm điều khiển dịch vụ cho mạng thông minh (SPC) có thể đƣợc sử dụng với ý nghĩa tích hợp thoại và dữ liệu đƣa vào những ứng dụng phổ biến.
- Một ví dụ về việc hội tụ những ứng dụng mạng IN-Internet nhƣ Internet Call Waiting, Web Augmented Calling, Unified Messaging, ... Để truyền thông với máy chủ Interner, SCP phải nhận ra bộ giao thức của IETF (ví dụ PINT và SPIRITS).
- Truy nhập dịch vụ mở [H]: Để chuẩn bị cho NGN và tìm kiếm thêm lợi nhuận từ những dịch vụ mới, hoạt động mạng có thể triển khai Cổng
51
ứng dụng Application Gateways (ApGW) với giao diện mở (OSA/Parlay, JAIN, SIP) theo hƣớng Application Servers (AS) [16].
Hình 2.2: Hội tụ mạng PSTN
Tóm lại:
Trong bƣớc 1 và bƣớc 2, bắt đầu tích hợp giữa mạng PSTN và mạng IP. Ban đầu vẫn chỉ là thoại trên PSTN và truy nhập Internet bằng cách quay số (dial-up).
Sử dụng TDM nhƣ là điểm liên kết hoạt động và truy cập mạng (NAS) giữa mạng thoại và mạng gói. Các giao thức vẫn đƣợc giữ nguyên nhƣ hiện tại. Khi đó NAS đóng vai trò gateway giữa hai mạng, giao diện điều khiển sử dụng ở đây là SS7
Bước 3: Voice-over-Packet Trunking
Một trong những mục đích cơ bản của NGN là chuyển sang một cơ sở hạ tầng hoàn toàn gói. Công nghệ truyền thoại sẽ di trú sang công nghệ IP hoặc ATM.
Ban đầu sẽ tập trung vào trung kế để chuyển gánh nặng từ thoại đƣờng dài của mạng TDM. Xem hình 2.3
- VoP Trunking through Integrated Gateways [I]: Bƣớc đầu tiên của việc di trú thoại qua gói (VoP) là mở rộng tổng đài nội hạt đang tồn tại với
52
việc tích hợp Trunking Gateways (TGW) để chuyển đổi thoại TDM sang gói (IP, ATM). Để đảm bảo tiến gần sự bảo vệ đầy đủ việc đầu tƣ TDM trong khi cung cấp đầy đủ hoạt động cho giải pháp trunking Over Packet cũng nhƣ tiếp tục truy nhập chuyển mạch và mạng thông minh cho chuyển mạch dịch vụ giá trị gia tăng.
- Trunking Gateways [J] with Class 4 Softswitch [K]: Để địa chỉ hoá chuyển mạch đang tồn tại mà không tích hợp Gateway, mở rộng bộ điều khiển TGW bởi chuyển mạch mềm lớp 4 thông qua giao thức H.248 hoặc Megaco có thể đƣợc thêm vào. Softswitch thực hiện giống nhƣ tổng đài lớp 4 (Toll/Transit) với đặc trƣng tƣơng tự nhau, giao diện báo hiệu (ISUP, INAP) và truy nhập đến dịch vụ giá trị gia tăng của mạng thông minh [16].
Hình 2.3: Voice-over-Packet Trunking
Tóm lại:
Chuyển mạch gói ở mức chuyển tiếp: trung kế VoATM tích hợp hoặc phân tán. Đƣa ra Softswitch chuyển tiếp kết nối trực tiếp với các TGW qua giao thức BICC hoặc H.248.
Bước 4: Voice-over-Packet Access
Sự tăng nhanh nhu cầu của thị trƣờng và sự bùng nổ nhu cầu truy nhập băng rộng (xDSL) hoạt động này có thể đƣợc giới thiệu trong công nghệ VoP trong mạng truy nhập hay đồng nghĩa với việc giảm gánh nặng cho tổng đài nội hạt từ xDSL.
53
- Chuyển mạch mềm lớp 5 [L]: Chuyển mạch mềm lớp 5 với đặc trƣng cục bộ sẽ đƣợc chia sẻ với các nhân tố điều khiển, nhƣng có thể tuỳ chọn một vài cổng thoại (phụ thuộc vào mô hình ngƣời sử dụng đầu cuối, mật độ, yêu cầu dịch vụ, …) có thể đƣợc triển khai. Vì vậy trong trƣờng hợp lớp 4 sẽ đánh địa chỉ gateway sử dụng giao thức H.248 hoặc Megaco.
- Residential Gateways [M]: Thuê bao ADSL có thể đƣợc lắp đặt với RGW hoặc thiết bị truy nhập tích hợp IAD với khả năng mã hoá thoại qua gói. Chiều hƣớng ngày nay là giải pháp thoại qua DSL đang đƣợc sử dụng phổ biến, nó cung cấp băng rộng cho ngƣời sử dụng thoại từ đầu cuối đến đầu cuối hoàn toàn gói.
- Cổng truy nhập AGW trong bộ tập trung thuê bao số DSLAM [N]: Một tuỳ chọn để nâng cấp CPE cho thuê bao của chúng, hoạt động ADSL có thể chọn để mở rộng DSLAM với khả năng VoP.
- Cổng phân bố truy nhập - Distributed Access Gateways [O,P]: Một giải pháp khác cho thuê bao thoại kết nối trực tiếp đến mạng dữ liệu với AGW hoặc nâng cấp node truy nhập đang tồn tại với chức năng AGW. - Điện thoại IP [Q]: Để đánh địa chỉ thiết bị thoại thế hệ mới (phone IP)
Class 5 Softswitch cũng có thể định rõ giới hạn giao thức báo hiệu từ ngƣời sử dụng đến mạng nhƣ H.323 và SIP [16].
54
Tóm lại:
Trong giai đoạn này mạng dữ liệu xƣơng sống đƣợc mở rộng ra các đƣờng biên mạng để kết nối các Node truy nhập nhƣ: CSN, Litespan (các đầu cuối số),... Các CSN và AN đƣợc kết nối qua các Gateway truy nhập kiểu tập trung. Các Gateway trung kế sẽ đóng vai trò kết nối với mạng PSTN. Giai đoạn này giúp tăng khả năng linh động cao, giảm chi phí đầu tƣ, giảm tải lƣu lƣợng Internet một cách hiệu quả,...
Mặt khác, trong giai đoạn này đƣa thêm Softswitch “nội hạt” có thể kết nối trực tiếp thuê bao với AGW qua IP, ATM, với TGW qua BICC và với VoDSL AGW qua H.248. Giai đoạn này có thể liên vận tất cả các báo hiệu nhƣ ISUP, SCCP, TCAP,.. qua các giao diện báo hiệu chuẩn: SIGTRAN, H.248, H.323/SIP, Q.BICC,..., cung cấp các dịch vụ NGN mới nhƣ VPN,…
Bước 5: Giới thiệu về Multimedia
Một câu hỏi nằm ngoài giới hạn trong dịch vụ thoại tƣơng lai gần đây sẽ là dịch vụ chiếm nhiều ƣu thế, thậm trí trong mạng NGN và đƣợc trình bầy trong mạng băng rộng. Tuy nhiên nó cho phép phát triển một số lƣợng dịch vụ dữ liệu và dịch vụ đa phƣơng tiện khác. Những dịch vụ này cho phép các hãng khác nhau cạnh tranh nhau với những khách hàng mới. Xem hình 2.5
- IP Clients [R] with Multimedia Softswitch [S]: Điều kiện quyết định trƣớc hết cho việc phát triển dịch vụ đa phƣơng tiện là sự chuẩn bị khá sẵn sàng cho việc tƣơng thích các thiết bị đầu cuối. Máy tính cá nhân ngày nay là điểm khởi đầu tốt nhất, nó là sự mong chờ và đã đƣợc hội tụ trong máy tính. Ngƣời tiêu dùng, công nghệ truyền thông sẽ là thành quả trong thiết bị đa phƣơng tiện. Thiết bị đầu cuối mới sẽ truyền thông với Softswitch thông qua giao thức báo hiệu nhƣ là H323 và SIP. Để hỗ trợ đầy đủ mạng thế hệ mới và các thiết bị đầu cuối, Softswitch đƣợc mở rộng với phiên Mixed-media và điều khiển QoS.
- Retailer Portal and Open Interfaces [T]: Với sự đƣa vào các mô hình kinh doanh mới Virtual Network Operators, 3rd party application providers, content providers). Sự cần thiết cho truy nhập ứng dụng với việc xác thực, cấp phép, tài khoản, sự di chuyển, hồ sơ thuê bao,…Nhƣ vậy, nó không chỉ cung cấp hoạt động của mạng với nhiều cơ hội kinh doanh mới nhƣ là nhà phân phối dịch vụ (Service Retailer) mà chia sẽ điều khiển mạng từ những chức năng của dịch vụ. Trong kiến trúc NGN
55
đầy đủ thì phần ứng dụng và phần mạng sẽ tƣơng thích với nhau thông qua các giao thức chuẩn (SIP) và APIs.
- New Applications [U]: Từ quan điểm ứng dụng, VoP không đƣợc xem nhƣ có sự khác nhau. Thậm chí nó thừa nhận dịch vụ thoại đó cung cấp trên mạng VoP sẽ có ít đặc trƣng hơn trên mạng chuyển mạch kênh, đặc biệt nhất là trong môi trƣờng H.323.
Hình 2.5: Multimedia
Sự tiến hoá của dịch vụ theo hƣớng dữ liệu và Multimedia đƣợc xem nhƣ một điều kiện đúng đắn cho nhà cung cấp dịch vụ thoại để thấy sự khác nhau, sự lớn mạnh và lợi nhuận mới đƣợc tạo ra. Các ví dụ về ứng dụng Media bao gồm:
- Cuộc gọi hội nghị đa phƣơng tiện. - Dữ liệu yêu cầu thời gian thực
- Thông điệp khẩn (Instant Messaging), Dịch vụ định vị (Presence and Location services)
Sự phát triển lớn mạnh của những ứng dụng mới sẽ đƣợc cho phép bởi những máy chủ ứng dụng và các đầu cuối với dịch vụ sẽ sử dụng dễ dàng hơn [16].
56
Tóm lại:
Giai đoạn này đƣa ra giới thiệu Server cuộc gọi Multimedia (MMCS) và Server ứng dụng Multimedia (MMAS) đƣợc kết nối trực tiếp với nhau qua SIP/Parlay; MMAS kết nối với các Server ứng dụng SCP qua INAP/Parlay còn MMCS kết nối với IP-PBX qua H.323.
- Với các tính năng về băng thông và dung lƣợng lớn, đa thành phần và thời gian thực, giai đoạn này sẽ tạo ra sự bùng nổ về các cơ hội kinh doanh, về số dịch vụ đại lý với các ứng dụng Multimedia mới nhƣ: truy nhập thông tin và nội dung, hội thoại/hội nghị Multimedia, trung tâm gọi trên Web, công tác công việc (collaborative working), liên lạc thống nhất,...
- Cung cấp các giao diện mở cho các nhà phát triển ứng dụng thứ 3 và các nhà cung cấp dịch vụ có thể dựa trên ITU-INAP hay Paralay.
- Khả năng liên vận với nền tảng TDM PSTN/SS7: cho cả các giao diện TDM và khả năng tích hợp VoP.
Bước 6: Di trú đến NGN đầy đủ.
Bƣớc di trú cuối cùng đến NGN đầy đủ: tài sản thiết bị còn lại của PSTN sẽ đƣợc biến đổi hoặc thay thế bởi thành phần theo ý của mạng NGN. Mục đích cuối cùng của sự biến đổi này là để lợi dụng chi phí đầu tƣ PEX đang tồn tại (nhƣ bộ tập trung truy nhập kết nối đến tổng đài nội bộ) trong khi giảm chi phí hoạt động – OPEX (mạng chỉ gói cho truyền tải và báo hiệu).
- End-of-Life Replacement of Legacy Equipment [V]: Cuối cùng là tổng đài TDM và node truy nhập còn lại cũng đƣợc biến đổi hoặc thay thế bởi TGW (Trunking Gateways), AGW (Access Gateways) và Softswitches.
- Di trú đến báo hiệu toàn bộ IP [W]: Trong khi giữ các lớp trên một cách nguyên vẹn (SCCP, ISUP, TCAP, INAP), những lớp dƣới của mạng báo hiệu SS7 đƣợc thay thế tƣơng đƣơng trên cơ sở gói và đƣợc định nghĩa bởi nhóm IETF SIGTRAN.
57
Hình 2.6: Di trú đến NGN đầy đủ
Tóm lại:
- Hoàn chỉnh quá trình tiến lên mạng NGN.
- Khắc phục lỗi khi chuyển từ các mạng hiện tại lên NGN hoặc khi liên vận giữa NGN và các mạng đó.
- Thiết lập các mô hình thƣơng mại mới.
Kết luận:
Mạng NGN không thay thế mạng đang tồn tại, nhƣng nó mở rộng dần dần khả năng của mạng trong việc tạo ra những dịch vụ mới cũng nhƣ hội tụ thoại và dữ liệu. Các giải pháp xây dựng mạng thế hệ sau do các hãng đƣa ra đều dựa trên nguyên tắc là xây dựng một mạng đa dịch vụ dựa trên duy nhất một cơ sở hạ tầng mạng. Và các hãng đã giới thiệu đƣợc nhiều mô hình cấu trúc NGN cùng với các giải pháp mạng kèm theo các sản phẩm thiết bị mới do họ cung cấp. Việc áp dụng theo mô hình nào là tùy thuộc vào mạng cụ thể của từng nƣớc