Bài giảng chương 2: Cấu trúc mạng NGN

Chia sẻ: Nguyen Hoang | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:39

Thêm vào BST

Báo xấu

349
lượt xem 201
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Trong nhiều năm gần đây ,nền công nghiệp viễn thông vẫn đang trăn trở về vấn đề phát triển công nghệ căn bản nào và dùng mạng gì để hỗ trợ các nhà khai thác trong bối cảnh luật viễn thông đang thay đổi nhanh chóng , canh tranh càng gia tăng mạnh mẽ

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng chương 2: Cấu trúc mạng NGN

BAØI GIAÛNG NGN Chöông 2: Caáu truùc NGN CHÖÔNG 2: CAÁU TRUÙC MAÏNG NGN ---- ---- I. SÖÏ TIEÁN HOÙA TÖØ MAÏNG HIEÄN COÙ LEÂN NGN 1. Chieán löôïc tieán hoùa Trong nhieàu naêm gaàn ñaây, neàn coâng nghieäp Vieãn thoâng vaãn ñang traên trôû veà vaán ñeà phaùt trieån coâng ngheä caên baûn naøo vaø duøng maïng gì ñeå hoã trôï caùc nhaø khai thaùc trong boái caûnh luaät vieãn thoâng ñang thay ñoåi nhanh choùng, caïnh tranh ngaøy caøng gia taêng maïnh meõ. Khaùi nieäm maïng theá heä môùi (hay coøn goïi laø maïng theá heä tieáp theo - NGN) ra ñôøi cuøng vôùi vieäc taùi kieán truùc maïng, taän duïng taát caû caùc öu theá veà coâng ngheä tieân tieán nhaèm ñöa ra nhieàu dòch vuï môùi, mang laïi nguoàn thu môùi, goùp phaàn giaûm chi phí khai thaùc vaø ñaàu tö ban ñaàu cho caùc nhaø kinh doanh. Moät chieán löôïc ñeå phaùt trieån nhòp nhaøng töø maïng hieän taïi sang kieán truùc maïng môùi laø raát quan troïng nhaèm giaûm thieåu yeâu caàu ñaàu tö trong giai ñoaïn chuyeån tieáp, trong khi sôùm taän duïng ñöôïc nhöõng phaåm chaát cuûa maïng NGN. Tuy nhieân baát kyø böôùc ñi naøo trong tieán trình chuyeån tieáp naøy cuõng caàn taïo ñieàu kieän deã daøng hôn cho maïng ñeå roát cuoäc vaãn phaùt trieån sang kieán truùc NGN döïa treân chuyeån maïch goùi. Baát cöù giaûi phaùp naøo ñöôïc choïn löïa thì caùc heä thoáng chuyeån maïch truyeàn thoáng cuõng seõ phaûi toàn taïi beân caïnh caùc phaàn töû maïng coâng ngheä môùi trong nhieàu naêm tôùi. Maïng theá heä sau ñöôïc toå chöùc döïa treân caùc nguyeân taéc cô baûn sau : - Ñaùp öùng nhu caàu cung caáp caùc loaïi hình dòch vuï vieãn thoâng phong phuù, ña daïng, ña dòch vuï, ña phöông tieän. - Maïng coù caáu truùc ñôn giaûn. - Naâng cao hieäu quaû söû duïng, chaát löôïng maïng löôùi vaø giaûm thieåu chi phí khai thaùc vaø baûo döôõng. - Deã daøng môû roäng dung löôïng, phaùt trieån caùc dòch vuï môùi. - Ñoä linh hoaït vaø tính saün saøng cao, naêng löïc toàn taïi maïnh. - 20 -
BAØI GIAÛNG NGN Chöông 2: Caáu truùc NGN Vieäc toå chöùc maïng döïa treân soá löôïng thueâ bao theo vuøng ñòa lyù vaø nhu caàu phaùt trieån dòch vuï, khoâng toå chöùc theo ñòa baøn haønh chính maø toå chöùc theo vuøng maïng hay vuøng löu löôïng. ÔÛ ñaây, chuû yeáu chuùng ta xem xeùt quaù trình tieán hoùa veà caáu truùc töø maïng hieän coù leân caáu truùc maïng NGN. PSTN Maïng hieän taïi TDM Access SS7 Circuit Switching Maïng theá heä sau (NGN) SONET Transport ATM, FR Access IP ATM Frame/ Cell Access FR TDM Switching ATM Switching ATM SVCs IP MPLS SONET Transport Transport SONET Optical Internet IP Access IP Routing/Sw. SONET Transport ….. Hình 2-1 Nhu caàu tieán hoùa maïng Nhö hình veõ, chuùng ta nhaän thaáy maïng vieãn thoâng hieän taïi goàm nhieàu maïng rieâng leû keát hôïp laïi vôùi nhau thaønh moät maïng “hoãn taïp”, chæ ñöôïc xaây döïng ôû caáp quoác gia, nhaèm ñaùp öùng ñöôïc nhieàu loaïi dòch vuï khaùc nhau. Xeùt ñeán maïng Internet, ñoù laø moät maïng ñôn lôùn, coù tính chaát toaøn caàu, thöôøng ñöôïc ñeà caäp theo moät loaït caùc giao thöùc truyeàn daãn hôn laø theo moät kieán truùc ñaëc tröng. Internet hieän taïi khoâng hoã trôï QoS cuõng nhö caùc dòch vuï coù tính thôøi gian thöïc ( nhö thoaïi truyeàn thoáng). Do ñoù, vieäc xaây döïng maïng theá heä môùi NGN caàn tuaân theo caùc chæ tieâu : 1. NGN phaûi coù khaû naêng hoã trôï caû cho caùc dòch vuï cuûa maïng Internet vaø cuûa maïng hieän haønh. 2. Moät kieán truùc NGN khaû thi phaûi hoã trôï dòch vuï qua nhieàu nhaø cung caáp khaùc nhau. Moãi nhaø cung caáp maïng hay dòch vuï laø moät thöïc theå rieâng leû - 21 -
BAØI GIAÛNG NGN Chöông 2: Caáu truùc NGN vôùi muïc tieâu kinh doanh vaø cung caáp dòch vuï khaùc nhau, vaø coù theå söû duïng nhöõng kyõ thuaät vaø giao thöùc khaùc nhau. Moät vaøi dòch vuï coù theå chæ do moät nhaø cung caáp dòch vuï ñöa ra, nhöng taát caû caùc dòch vuï ñeàu phaûi ñöôïc truyeàn qua maïng moät caùch thoâng suoát töø ñaàu cuoái ñeán ñaàu cuoái. 3. Maïng töông lai phaûi hoã trôï taát caû caùc loaïi keát noái (hay coøn goïi laø cuoäc goïi), thieát laäp ñöôøng truyeàn trong suoát thôøi gian chuyeån giao, caû cho höõu tuyeán cuõng nhö voâ tuyeán. Vì vaäy, maïng NGN seõ tieán hoùa leân töø maïng truyeàn daãn hieän taïi (phaùt trieån theâm chuyeån maïch goùi) vaø töø maïng Internet coâng coäng ( hoã trôï theâm chaát löôïng dòch vuï QoS). Theá giôùi ñieän thoaïi Theá giôùi Internet Tính thoâng minh taäp Tính thoâng minh phaân trung taùn ñeán caùc CPE Chieán löôïc phaùt trieån môùi Maïng dòch vuï môùi vôùi kieán truùc thoâng minh phaân taùn Hình 2-2 Chieán löôïc phaùt trieån Ñeå thöïc hieän vieäc chuyeån dòch moät caùch thuaän lôïi töø maïng vieãn thoâng hieän coù sang maïng theá heä môùi, vieäc chuyeån dòch phaûi phaân ra laøm ba möùc (ôû hai lôùp : keát noái vaø chuyeån maïch) Tröôùc heát laø chuyeån dòch ôû lôùp truy nhaäp vaø truyeàn daãn. Hai lôùp naøy bao goàm lôùp vaät lyù, lôùp 2 vaø lôùp 3 neáu choïn coâng ngheä IP laøm neàn cho maïng theá heä môùi. Trong ñoù : Coâng ngheä gheùp keânh böôùc soùng quang DWDM seõ chieám lónh ôû lôùp vaät lyù IP/MPLS laøm neàn cho lôùp 3 Coâng ngheä ôû lôùp 2 phaûi thoûa maõn: • Caøng ñôn giaûn caøng toát • Toái öu trong truyeàn taûi goùi döõ lieäu - 22 -
BAØI GIAÛNG NGN Chöông 2: Caáu truùc NGN • Khaû naêng giaùm saùt chaát löôïng, giaùm saùt loãi vaø baûo veä, khoâi phuïc maïng khi coù söï coá phaûi tieâu chuaån hôn cuûa coâng ngheä SDH/SONET Hieän taïi coâng ngheä RPT (Resilient Packet Transport) ñang phaùt trieån nhaèm ñaùp öùng caùc chæ tieâu naøy. Xaây döïng maïng truy nhaäp baêng roäng (nhö ADSL, LAN, modem caùp,…) ñeå coù theå cung caáp phöông thöùc truy nhaäp baêng roäng höôùng ñeán phaân nhoùm cho thueâ bao, cho pheùp truy nhaäp vôùi toác ñoä cao hôn. Hieän nay, vieäc xaây döïng maïng con thoâng minh ñang ñöôïc trieån khai moät caùch toaøn dieän, ñieàu ñoù cuõng coù nghóa laø vieäc chuyeån dòch sang maïng NGN ñaõ baét ñaàu. Thöù hai laø chuyeån dòch maïng ñöôøng daøi (maïng truyeàn daãn). Söû duïng coång maïng trung keá tích hôïp hoaëc ñoäc laäp, chuyeån ñeán maïng IP hoaëc ATM, roài söû duïng chuyeån maïch meàm ñeå ñieàu khieån luoàng vaø cung caáp dòch vuï. Söû duïng phöông thöùc naøy coù theå giaûi quyeát vaán ñeà taét ngheõn trong chuyeån maïch keânh. Hieän taïi Töông lai Caùc maïng dòch vuï rieâng leû Maïng ña dòch vuï Ñieàu khieån vaø quaûn lyù caùc dòch vuï truy nhaäp Dòch vuï Maïng loõi IP Content Media Gateway PSTN/ISDN Cellular CATV PLMN Data/IP Cable Network Wireline Wireless Access Access Access Caùc maïng truy nhaäp, truyeàn daãn, chuyeån maïch rieâng leû Lieân maïng treân cô sôû IP Hình 2-3 Söï hoäi tuï giöõa caùc maïng - 23 -
BAØI GIAÛNG NGN Chöông 2: Caáu truùc NGN ] So saùnh coâng ngheä maïng hieän taïi vaø töông lai : Thaønh phaàn maïng Coâng ngheä hieän taïi Coâng ngheä töông lai Maïng truy nhaäp - Caùp xoaén baêng heïp - Caùp xoaén baêng heïp - Truyeàn hình caùp soá vaø - GSM khoâng daây töông töï chuyeân duïng - Truyeàn hình caùp soá vaø - GSM khoâng daây töông töï chuyeân duïng - Caùp quang - Caùp quang - Caùp xoaén baêng roäng - Modem caùp - IP qua veä tinh - Ethernet Chuyeån maïch vaø ñònh - Toång ñaøi PSTN - Ñònh tuyeán IP tuyeán - Chuyeån maïch ATM - Chuyeån maïch quang - Chuyeån maïch Frame Relay - Ñònh tuyeán IP Maïng truyeàn daãn ñöôøng - PDH - DWDM truïc - SDH Cuøng vôùi söï tieán hoùa ôû lôùp truy nhaäp vaø truyeàn daãn, chöùc naêng chuyeån maïch cuûa toång ñaøi ôû lôùp ñieàu khieån ñöôïc thay theá baèng moät phaàn meàm chuyeån maïch thoâng minh goïi laø Softswitch (hay Call Agent) : - 24 -
BAØI GIAÛNG NGN Chöông 2: Caáu truùc NGN Chuyeån maïch keânh Chuyeån maïch meàm ÖÙng duïng vaø Dòch vuï, öùng duïng vaø caùc ñaëc tính (Trung taâm quaûn lyù, cung caáp, döï phoøng) Khoái chuyeån maïch dòch vuï Open Protocols APIs Ñieàu khieån cuoäc goïi vaø chuyeån Chuyeån maïch meàm maïch (Trung taâm ñieàu khieån cuoäc goïi) Open Protocols APIs Phaàn cöùng truyeàn daãn Phaàn cöùng truyeàn daãn _ Caùc giaûi phaùp ñöa ra töø nhieàu nhaø _ Nhaø cung caáp ñöa ra taát caû caùc cung caáp, ôû nhieàu möùc ñoä khaùc giaûi phaùp trong moät khoái chuyeån nhau vôùi nhieàu saûn phaåm nguoàn môû maïch duy nhaát : Phaàn cöùng, theo chuaån . phaàn meàn maø caùc trình öùng _ Khaùch haøng töï do choïn löïa nhöõng duïng saûn phaåm toát nhaát ñeå xaây döïng töøng _ Khaùch haøng phuï thuoäc nhaø lôùp maïng trong heä thoáng. Caùc cung caáp : khoâng coù ñoåi môùi, chi chuaån môû cho pheùp môû roäng vaø phí vaän haønh vaø baûo döôõng cao giaûm chi phí. MGCP SIP ISUP/ MGCP SCTP RTP MGCP RTP Internet Hình 2- 4 Hoaït ñoäng cuûa chuyeån maïch meàm trong NGN Thöù ba laø maïng chuyeån dòch maïng noäi haït. Toång ñaøi ñieän thoaïi coù raát nhieàu giaù maùy vaø nhieàu döõ lieäu dòch vuï thoaïi noäi haït, khoâng chæ ñaàu tö lôùn maø vieäc caûi taïo cuõng seõ raát khoù khaên. Coù theå duøng thieát bò toång hôïp truy nhaäp baêng roäng, coù dung löôïng lôùn, thay theá giaù maùy thueâ bao hieän coù, duøng coång maïng truy nhaäp toác ñoä cao ñeán maïng IP, nhaèm naâng caáp chuyeån - 25 -
BAØI GIAÛNG NGN Chöông 2: Caáu truùc NGN maïch meàm vaø boä phuïc vuï öùng duïng, baûo ñaûm cho dòch vuï thoaïi noäi haït vaø dòch vuï IP. 2. Söï tieán hoùa töø caùc maïng hieän coù leân NGN Söï phaùt trieån töø PSTN leân NGN Thoaïi luoân laø dòch vuï ñöôïc xeùt ñeán haøng ñaàu trong quaù trình xaây döïng maïng. Do ñoù, ôû ñaây ta xem xeùt moät minh hoïa veà söï chuyeån dòch thoaïi töø PSTN sang NGN . Maïng PSTN hieän taïi : PBX PRI/E1 / T1 POTS SS7 A- link RDT GR. 303 IMT Class 4/5 Switch PSTN POTS Phaùt trieån leân NGN : PRI/E1 / T1 MGC SS7 PBX Sinaling Access gateway gateway A-link GR. 303 RDT VoPacket POTS IMT Trunk PSTN Residental gateway gateway Media Server - 26 -
BAØI GIAÛNG NGN Chöông 2: Caáu truùc NGN Ñoái vôùi caùc maïng dòch vuï khaùc : C a ùc S e rv e r d òc h v u ï v a ø q u a ûn ly ù S o fts w itc h SS7 xD SL, m odem SGW MG c a ùp , E th e rn e t IP N e tw o rk MG MG GE, M AN W ire le s s N e tw o rk In te rn e t Töø nhöõng phaân tích treân, chuùng ta xaây döïng söï tieán hoùa baèng sô ñoà lôùp chöùc naêng cuûa caùc maïng : • Maïng hieän taïi : Caùc öùng duïng Internet Caùc öùng duïng Internet Caùc öùng duïng Internet Döõ lieäu Video Thoaïi Thoaïi Thoaïi Döõ lieäu IP/ MPLS TDM IP ATM/FR IP SDH/ SONET GE WDM/ DWDM/ Sôïi quang GE : Gigabit Ethenet - 27 -
• • Thoaïi TDM BAØI GIAÛNG NGN Döõ lieäu Thoaïi IP Caùc öùng duïng Internet Thoaïi Döõ lieäu Maïng töông lai: Caùc öùng duïng Internet Caùc öùng duïng Internet IP/ MPLS Maïng trong töông lai gaàn: Video PDH,SDH/ SONET Thoaïi ATM/FR - 28 - Video RPT DWDM Caùc öùng duïng môùi DWDM Lôùp media IP Caùc öùng duïng Internet Lôùp ñieàu khieån GE (IP Internetworking) Döõ lieäu Thoaïi IP/ MPLS, keát noái döïa treân neàn IP Caùc öùng duïng Internet Giaûi trí Video Caùc öùng duïng môùi RPT IP/MPLS Döõ lieäu SDH/ SONET, GE Giaûi trí Chöông 2: Caáu truùc NGN
BAØI GIAÛNG NGN Chöông 2: Caáu truùc NGN Söï phaùt trieån cuûa maïng höõu tuyeán döïa treân coâng ngheä IP : Truyeàn thoáng SS7 CO CO PBX PBX Sofswitch SS7 CO Softswitch CO VoPacket Gateway Gateway switch switch PBX PBX Con ñöôøng phaùt trieån cuûa caùc maïng hieän taïi laø taïo ra moät maïng chuyeån maïch goùi beân caïnh maïng PSTN ñeå hoã trôï thoaïi cuõng nhö soá lieäu, vaø caáu hình ñeå vaän haønh nhö moät chuyeån maïch quaù giang khaùc. Ñeå laøm ñöôïc vieäc naøy, ñieàu caàn thieát ñoái vôùi maïng chuyeån maïch goùi laø phaûi truyeàn thoâng ñöôïc vôùi PSTN nhôø söû duïng baùo hieäu SS7. Truy caäp toác ñoä cao seõ qua caùc coâng ngheä DSL (Digital Subcriber Line), caùc modem caùp, caùc ñaàu cuoái di ñoäng vaø voâ tuyeán baêng roäng. Tuy nhieân truyeàn daãn quang DWDM, PON (Passive Optical Network) seõ laø xu theá phaùt trieån cuûa töông lai. Thoaïi laø yeáu toá quyeát ñònh trong söï phaùt trieån sang caùc maïng ña dòch vuï. Moät soá löôïng lôùn caùc thieát bò ñang xuaát hieän treân thò tröôøng ñeå hoä trôï ñieän thoaïi treân caùc maïng IP. Caùc thieát bò naøy vöøa phuïc vuï cho tö gia khaùch haøng vöøa cho caùc maïng höõu tuyeán. Coù moät söùc naëng ñaèng sau yù kieán cho laø IP laø choïn löïa taát yeáu cho töông lai. Caùc coång VoIP quy moâ doanh nghieäp vöøa môùi ñöôïc ñöa vaøo hoaït ñoäng vaø caùc nhaø khai thaùc ñaõ coù caùc maïng IP toaøn caàu, trong ñoù coù caû nhaø khai thaùc cuûa Chaâu AÙ. - 29 -
BAØI GIAÛNG NGN Chöông 2: Caáu truùc NGN Taäp ñoaøn ITXC ( Internet Telephony Exchange Carrier) ñaõ coù moät thoûa thuaän vôùi Vieãn Thoâng Nhaät Baûn ( Telecom Japan) ñeå keát cuoái löu löôïng vaø caùc nuùt quoác teá cuûa hoï taïi nhieàu nöôùc Chaâu AÙ. Coâng ty VIP Calling coù nhieàu nuùt taïi Chaâu AÙ, keå caû moät nuùt vöøa ñöôïc thoâng baùo ôû Ñaøi Loan. Coâng ty Singtel ñang cung caáp moät tuyeán keát noái töø Singapore tôùi Trung Quoác vaø Trung Quoác ñaõ tieán haønh thöû nghieäm vôùi ñieän thoaïi Internet, qua ñoù thaáy raèng noù ñöôïc söû duïng cho caùc cuoäc goïi noäi ñòa nhieàu hôn quoác teá. VSNL ôû AÁn Ñoä cuõng ñang tieán haønh thöû nghieäm vôùi ñieän thoaïi Internet nhöng thu ñöôïc chaát löôïng thoaïi keùm vì thieáu dung löôïng ñöôøng truïc quoác teá. Caùc dòch vuï VoIP seõ baét ñaàu ñöôïc söû duïng roäng raõi ôû Hoàng Koâng töø 1/1/2000 khi chaám döùt söï ñoäc quyeàn cuûa HongKong Telecom. Nhieàu nhaø khai thaùc ñieän thoaïi Internet khaùc ñang chuaån bò dòch vuï ôû Nhaät Baûn, Haøn Quoác, Ñaøi Loan, Hoàng Koâng vaø Thaùi Lan. Ñeå cung caáp truy nhaäp toác ñoä cao, caùc modem caùp hieän nay ñöôïc trieån khai roäng raõi taïi Myõ, vaø ADSL ñang ñöôïc trieån khai taïi nhieàu thaønh phoá cuûa Myõ. Nhöõng coâng ngheä naøy cuõng baét ñaàu phaùt trieån ôû Chaâu AÂu, Chaâu AÙ, ñaëc bieät laø Trung Quoác, nôi maïng truyeàn hình caùp ñaõ tôùi nhieàu gia ñình hôn caû PSTN. Trung Quoác ñaõ thoâng baùo chuyeån sang ñieän thoaïi IP, coi ñoù laø cô sôû maïng töông lai cuûa hoï. Caùc heä thoáng truy nhaäp voâ tuyeán baêng roäng cuõng ñang ñöôïc hoaïch ñònh ñeå caøi ñaët qua caùc heä thoáng “caùp voâ tuyeán” ôû nhieàu vuøng Chaâu AÙ vaø haõng Sony ñaõ coâng boá keá hoaïch trieån khai moät maïng voâ tuyeán baêng roäng ôû Nhaät Baûn trong voøng ba naêm tôùi ñaây. Vieät Nam ñaõ coù keá hoaïch xaây döïng maïng theá heä môùi. Theo caáu hình vaø toå chöùc khai thaùc maïng döïa treân ñòa baøn haønh chính hieän nay cuûa maïng Vieãn thoâng Vieät Nam, chaát löôïng dòch vuï vieãn thoâng ñöôïc cung caáp seõ bò aûnh höôûng. Vì vaäy, vieäc cung caáp caùc dòch vuï Vieãn thoâng vaø toå chöùc khai maïng döïa treân soá löôïng thueâ bao theo vuøng ñòa lyù, nhu caàu phaùt trieån dòch vuï vaø toå chöùc theo cuøng löu löôïng ñaõ ñöôïc ñeà xuaát . Tuy nhieân, loä trình vaãn chöa theå coâng boá. 3. Keát luaän Xu höôùng phaùt trieån maïng Vieãn thoâng theo caáu truùc maïng theá heä môùi laø xu höôùng chung treân theá giôùi. Moãi quoác gia, moãi nhaø khai thaùc phaûi choïn moät caùch ñi, moät loä trình phuø hôïp vôùi tình hình thöïc teá maïng cuûa mình. Khoâng chæ ôû Vieät Nam, nhieàu nöôùc treân theà giôùi, do ñaëc ñieåm ñòa lyù, kinh teá, vaên hoùa, xaõ hoäi ôû töøng vuøng maø nhu caàu phaùt trieån dòch vuï vieãn thoâng ôû caùc vuøng trong toaøn quoác laø khaùc nhau. Coù söï cheânh leäch khaù lôùn - 30 -
BAØI GIAÛNG NGN Chöông 2: Caáu truùc NGN giöõa nhu caàu vaø khaû naêng phaùt trieån dòch vuï, khaû naêng thu hoài voán ñaàu tö maïng vieãn thoâng giöõa caùc vuøng trong caû nöôùc, ñaëc bieät laø giöõa caùc ñoâ thò vaø caùc caùc vuøng noâng thoân mieàn nuùi. Maët khaùc, vôùi tính chaát truyeàn thoâng khoâng chæ laø moät ngaønh kinh doanh ñôn thuaàn maø coøn mang yù nghóa saâu saéc veà chính trò, xaõ hoäi, an ninh quoác gia, ñaëc bieät trong neàn kinh teá tri thöùc vaø xu theá môû cöûa hoäi nhaäp. Do nhöõng ñaëc ñieåm naøy, ôû nhieàu quoác gia, vieäc toå chöùc maïng döïa treân soá löôïng thueâ bao theo vuøng ñòa lyù vaø nhu caàu phaùt trieån dòch vuï, khoâng toå chöùc theo ñòa baøn haønh chính maø toå chöùc theo vuøng löu löôïng. Trong quaù trình xaây döïng vaø toå chöùc maïng phaïm vi giöõa caùc lôùp, vieäc keát noái giöõa caùc thaønh phaàn maïng ñöôïc xaùc ñònh vaø phaân ñònh roõ raøng traùch nhieäm vaø quyeàn lôïi cuûa caùc nhaø kinh doanh dòch vuï (cung caáp dòch vuï) vaø caùc nhaø kinh doanh maïng ( cung caáp keát noái), nhaèm ñaûm baûo tính caïnh tranh laønh maïnh ñeå cuøng phaùt trieån, ñoàng thôøi giöõ vöõng vai troø chuû ñaïo cuûa Nhaø nöôùc nhaèm ñaûm baûo an toaøn thoâng tin, goùp phaàn giöõ vöõng an ninh chính trò, xaõ hoäi vaø phaùt trieån kinh teá treân toaøn quoác. Maïng Vieãn thoâng Vieät Nam maø noàng coát laø maïng vieãn thoâng cuûa toång coâng ty BCVT VN ñaõ ñöôïc soá hoùa hoaøn toaøn veà caû truyeàn daãn laãn chuyeån maïch vôùi caùc thieát bò coâng ngheä môùi, hieän ñaïi treân toaøn quoác, cuøng vôùi maïng thueâ bao roäng lôùn vaø nhieàu ñieåm cung caáp dòch vuï, laø moät thuaän lôïi lôùn trong quaù trình phaùt trieån tieán tôùi caáu truùc maïng theá heä môùi cung caáp ña dòch vuï, ña phöông tieän, chaát löôïng cao. II. CAÁU TRUÙC LUAÄN LYÙ (CAÁU TRUÙC CHÖÙC NAÊNG) CUÛA MAÏNG NGN Cho ñeán nay, maïng theá heä sau vaãn laø xu höôùng phaùt trieån môùi meû, chöa coù moät khuyeán nghò chính thöùc naøo cuûa Lieân minh Vieãn thoâng theá giôùi ITU veà caáu truùc cuûa noù. Nhieàu haõng vieãn thoâng lôùn ñaõ ñöa ra moâ hình caáu truùc maïng theá heä môùi nhö Alcatel, Ericssion, Nortel, Siemens, Lucent, NEC,… Beân caïnh vieäc ñöa ra nhieàu moâ hình caáu truùc maïng NGN khaùc nhau vaø keøm theo laø caùc giaûi phaùp maïng cuõng nhö nhöõng saûn phaåm thieát bò môùi khaùc nhau. Caùc haõng ñöa ra caùc moâ hình caáu truùc töông ñoái roõ raøng vaø caùc giaûi phaùp maïng khaù cuï theå laø Alcatel, Siemens, Ericsions. Nhìn chung töø caùc moâ hình naøy, caáu truùc maïng môùi coù ñaëc ñieåm chung laø bao goàm caùc lôùp chöùc naêng sau : - Lôùp neát noái (Access + Transport/ Core) - 31 -
BAØI GIAÛNG NGN Chöông 2: Caáu truùc NGN - Lôùp trung gian hay lôùp truyeàn thoâng (Media) - Lôùp ñieàu khieån (Control) - Lôùp quaûn lyù (Management) Trong caùc lôùp treân, lôùp ñieàu khieån hieän nay ñang raát phöùc taïp vôùi nhieàu loaïi giao thöùc, khaû naêng töông thích giöõa caùc thieát bò cuûa haõng laø vaán ñeà ñang ñöôïc caùc nhaø khai thaùc quan taâm. 1. Moâ hình phaân lôùp chöùc naêng cuûa maïng NGN Lôùp ñieàu khieån Lôùp quaûn lyù Lôùp truyeàn thoâng Lôùp truy nhaäp vaø truyeàn daãn Hình 2- 5 Caáu truùc maïng theá heä sau (goùc ñoä maïng) Xem xeùt töø goùc ñoä kinh doanh vaø cung caáp dòch vuï thì moâ hình caáu truùc maïng theá heä sau coøn coù theâm lôùp öùng duïng dòch vuï. Trong moâi tröôøng phaùt trieån caïnh tranh thì seõ coù raát nhieàu thaønh phaàn tham gia kinh doanh trong lôùp öùng duïng dòch vuï. Lôùp öùng duïng Giao dieän môû API Lôùp ñieàu khieån Lôùp quaûn lyù Giao dieän môû API Lôùp truyeàn thoâng Giao dieän môû API Lôùp truy nhaäp vaø truyeàn daãn Hình 2- 6 Caáu truùc maïng vaø dòch vuï NGN (goùc ñoä dòch vuï) Vôùi API : Application Program Interface. - 32 -
BAØI GIAÛNG NGN Chöông 2: Caáu truùc NGN 2. Phaân tích Caùc server öùng duïng Softswitch hay Lôùp öùng duïng Media Gateway Controller Lôùp ñieàu khieån Media Lôùp truyeàn thoâng Gateway Lôùp truy nhaäp vaø truyeàn daãn Switch - Router Router Caùc doanh Caùc coâng ty nhoû/ nghieäp lôùn vaên phoøng taïi Khaùch haøng taïi Thueâ bao di ñoäng gia,... nhaø/ Vuøng daân cö Hình 2-7 Caáu truùc luaän lyù cuûa maïng NGN Kieán truùc maïng NGN söû duïng chuyeån maïch goùi cho caû thoaïi vaø döõ lieäu. Noù phaân chia caùc khoái vöõng chaéc cuûa toång ñaøi hieän nay thaønh caùc lôùp maïng rieâng leõ, caùc lôùp naøy lieân keát vôùi nhau qua caùc giao dieän môû tieâu chuaån. Söï thoâng minh cuûa xöû lyù cuoäc goïi cô baûn trong chuyeån maïch cuûa PSTN thöïc chaát laø ñaõ ñöôïc taùch ra töø phaàn cöùng cuûa ma traän chuyeån maïch. Baây giôø, söï thoâng minh aáy naèm trong moät thieát bò taùch rôøi goïi laø chuyeån maïch meàm (softswitch) cuõng ñöôïc goïi laø moät boä ñieàu khieån coång truyeàn thoâng (Media Gateway Controller) hoaëc laø moät taùc nhaân cuoäc goïi (Call Agent), ñoùng vai troø phaàn töû ñieàu khieån trong kieán truùc maïng môùi. Caùc giao dieän môû höôùng tôùi caùc öùng duïng maïng thoâng minh (IN- Intelligent Network) vaø caùc server öùng duïng môùi taïo ñieàu kieän deã daøng cho vieäc nhanh choùng cung caáp dòch vuï vaø ñaûm baûo ñöa ra thò tröôøng trong thôøi gian ngaén. Taïi lôùp truyeàn thoâng, caùc coång ñöôïc ñöa vaøo söû duïng ñeå laøm thích öùng thoaïi vaø caùc phöông tieän khaùc vôùi maïng chuyeån maïch goùi. Caùc media gateway naøy ñöôïc söû duïng ñeå phoái gheùp hoaëc vôùi thieát bò ñaàu cuoái cuûa khaùch haøng (RGW- Residental Gateway), vôùi caùc maïng truy nhaäp (AGW- Access Gateway) hoaëc vôùi maïng PSTN (TGW- Trunk Access). Caùc server phöông tieän ñaëc bieät raát nhieàu chöùc naêng khaùc nhau, chaúng haïn nhö cung - 33 -
BAØI GIAÛNG NGN Chöông 2: Caáu truùc NGN caáp caùc aâm quay soá hoaëc thoâng baùo. Ngoaøi ra, chuùng coøn coù caùc chöùc naêng tieân tieán hôn nhö : traû lôøi baèng tieáng noùi töông taùc vaø bieán ñoåi vaên baûn sang tieáng noùi hoaëc tieáng noùi sang vaên baûn. Caùc giao dieän môû cuûa kieán truùc môùi naøy cho pheùp caùc dòch vuï môùi ñöôïc giôùi thieäu nhanh choùng. Ñoàng thôøi chuùng cuõng taïo thuaän tieän cho vieäc giôùi thieäu caùc phöông thöùc kinh doanh môùi baèng caùch chia taùch chuoãi giaù trò truyeàn thoáng hieän taïi thaønh nhieàu dòch vuï coù theå do caùc haõng khaùc nhau cung caáp. Heä thoáng chuyeån maïch NGN ñöôïc phaân thaønh boán lôùp rieâng bieät thay vì tích hôïp thaønh moät heä thoáng nhö coâng ngheä chuyeån maïch keânh hieän nay : lôùp öùng duïng, lôùp ñieàu khieån, lôùp truyeàn thoâng, lôùp truy nhaäp vaø truyeàn taûi. Caùc giao dieän môû coù söï taùch bieät giöõa dòch vuï vaø truyeàn daãn cho pheùp caùc dòch vuï môùi ñöôïc ñöa vaøo nhanh choùng, deã daøng; nhöõng nhaø khai thaùc coù theå choïn löïa caùc nhaø cung caáp thieát bò toát nhaát cho töøng lôùp trong moâ hình maïng NGN. 2.1 Lôùp truyeàn daãn vaø truy nhaäp Phaàn truyeàn daãn - Lôùp vaät lyù : Truyeàn daãn quang vôùi kyõ thuaät gheùp keânh böôùc soùng quang DWDM seõ ñöôïc söû duïng. - Lôùp 2 vaø lôùp 3 : Truyeàn daãn treân maïng loõi (core network) döïa vaøo kyõ thuaät goùi cho taát caû caùc dòch vuï vôùi chaát löôïng dòch vuï QoS tuøy yeâu caàu cho töøng loaïi dòch vuï. ATM hay IP/MPLS coù theå ñöôïc söû duïng laøm neàn cho truyeàn daãn treân maïng loõi ñeå ñaûm baûo QoS. Maïng loõi coù theå thuoäc maïng MAN hay maïng ñöôøng truïc Caùc router söû duïng ôû bieân maïng loõi khi löu löôïng lôùn, ngöôïc laïi, khi löu löôïng thaáp, switch – router coù theå ñaûm nhaän luoân chöùc naêng cuûa nhöõng router naøy. - Thaønh phaàn : Caùc nuùt chuyeån maïch/ Router (IP/ATM hay IP/MPLS), caùc chuyeån maïch keânh cuûa maïng PSTN, caùc khoái chuyeån maïch PLM nhöng ôû maïng ñöôøng truïc, kyõ thuaät truyeàn taûi chính laø IP hay IP/ATM. Coù caùc heä thoáng chuyeån maïch, heä thoáng ñònh tuyeán cuoäc goïi. - 34 -
BAØI GIAÛNG NGN Chöông 2: Caáu truùc NGN - Chöùc naêng : Lôùp truyeàn taûi trong caáu truùc maïng NGN bao goàm caû chöùc naêng truyeàn daãn vaø chöùc naêng chuyeån maïch. Lôùp truyeàn daãn coù khaû naêng hoã trôï caùc möùc QoS khaùc nhau cho cuøng moät dòch vuï vaø cho caùc dòch vuï khaùc nhau. Noù coù khaû naêng löu tröõ laïi caùc söï kieän xaûy ra treân maïng (kích thöôùc goùi, toác ñoä goùi, ñoä trì hoaõn, tyû leä maát goùi vaø Jitter cho pheùp,… ñoái vôùi maïng chuyeån maïch goùi; baêng thoâng, ñoä trì hoaõn ñoái vôùi maïng chuyeån maïch keânh TDM). Lôùp öùng duïng seõ ñöa ra caùc yeâu caàu veà naêng löïc truyeàn taûi vaø noù seõ thöïc hieän caùc yeâu caàu ñoù. Phaàn truy nhaäp : - Lôùp vaät lyù : Höõu tuyeán : Caùp ñoàng, xDSL hieän ñang söû duïng. Tuy nhieân trong töông lai truyeàn daãn quang DWDM, PON (Passive Optical Network) seõ daàn daàn chieám öu theá vaø thò tröôøng xDSL, modem caùp daàn daàn thu heïp laïi. Voâ tuyeán : thoâng tin di ñoäng - coâng ngheä GSM hoaëc CDMA, truy nhaäp voâ tuyeán coá ñònh, veä tinh. - Lôùp 2 vaø lôùp 3 : Coâng ngheä IP seõ laøm neàn cho maïng truy nhaäp. - Thaønh phaàn : Phaàn truy nhaäp goàm caùc thieát bò truy nhaäp ñoùng vai troø giao dieän ñeå keát noái caùc thieát bò ñaàu cuoái vaøo maïng qua heä thoáng maïng ngoaïi vi caùp ñoàng, caùp quang hoaëc voâ tuyeán. Caùc thieát bò truy nhaäp tích hôïp IAD. Thueâ bao coù theå söû duïng moïi kyõ thuaät truy nhaäp (töông töï, soá, TDM, ATM, IP,…) ñeå truy nhaäp vaøo maïng dòch vuï NGN. - Chöùc naêng : Nhö teân goïi, lôùp truy nhaäp cung caáp caùc keát noái giöõa thueâ bao ñaàu cuoái vaø maïng ñöôøng truïc ( thuoäc lôùp truyeàn daãn) qua coång giao tieáp MGW thích hôïp. Maïng NGN keát noái vôùi haàu heát caùc thieát bò ñaàu cuoái chuaån vaø khoâng chuaån nhö caùc thieát bò truy xuaát ña dòch vuï, ñieän thoaïi IP, maùy tính PC, toång ñaøi noäi boä PBX, ñieän thoaïi POTS, ñieän thoaïi soá - 35 -
BAØI GIAÛNG NGN Chöông 2: Caáu truùc NGN ISDN, di ñoäng voâ tuyeán, di ñoäng veä tinh, voâ tuyeán coá ñònh, VoDSL, VoIP, … 2.2 Lôùp truyeàn thoâng - Thaønh phaàn : Thieát bò ôû lôùp truyeàn thoâng laø caùc coång truyeàn thoâng (MG– Media Gateway) bao goàm : Caùc coång truy nhaäp : AG (Access Gateway) keát noái giöõa maïng loõi vôùi maïng truy nhaäp, RG (Residental gateway) keát noái maïng loõi vôùi maïng thueâ bao taïi nhaø. Caùc coång giao tieáp : TG (Trunking Gateway) keát noái giöïa maïng loõi vôùi maïng PSTN/ISDN, WG (Wireless Gateway) keát noái maïng loõi vôùi maïng di ñoäng,... - Chöùc naêng : Lôùp truyeàn thoâng coù khaû naêng töông thích caùc kyõ thuaät truy nhaäp khaùc vôùi kyõ thuaät chuyeån maïch goùi IP hay ATM ôû maïng ñöôøng truïc. Hay noùi caùch khaùc, lôùp naøy chòu traùch nhieäm chuyeån ñoåi caùc loaïi moâi tröôøng ( chaúng haïn nhö PSTN, FramRelay, LAN, voâ tuyeán,…) sang moâi tröôøng truyeàn daãn goùi ñöôïc aùp duïng treân maïng loõi vaø ngöôïc laïi. Nhôø ñoù, caùc nuùt chuyeån maïch (ATM + IP) vaø caùc heä thoáng truyeàn daãn seõ thöïc hieän chöùc naêng chuyeån maïch, ñònh tuyeán cuoäc goïi giöõa caùc thueâ bao cuûa lôùp truy nhaäp döôùi söï ñieàu khieån cuûa caùc thieát bò thuoäc lôùp ñieàu khieån. 2.3 Lôùp ñieàu khieån - Thaønh phaàn Lôùp ñieàu khieån bao goàm caùc heä thoáng ñieàu khieån maø thaønh phaàn chính laø Softswitch coøn goïi laø Media Gateway Controller hay Call Agent ñöôïc keát noái vôùi caùc thaønh phaàn khaùc ñeå keát noái cuoäc goïi hay quaûn lyù ñòa chæ IP nhö : SGW ( Signaling Gateway), MS (Media Sever), FS (Feature Server), AS (Application Server). - 36 -
BAØI GIAÛNG NGN Chöông 2: Caáu truùc NGN Maïng vieãn thoâng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 * 8 # SS7 Softswitch Signaling Gateway MGC / call Media gateway Agent Maïng IP Feature Server Media Server Maïng khaùc IBM Compatible Hình 2-8 Caùc thaønh phaàn cuûa Softswitch Theo MSF (MutiService Switching Forum), lôùp ñieàu khieån caàn ñöôïc toå chöùc theo kieåu module vaø coù theå bao goàm moät soá boä ñieàu khieån ñoäc laäp. Ví duï coù caùc boä ñieàu khieån rieâng cho caùc dòch vuï : thoaïi / baùo hieäu soá 7, ATM / SVC, IP/MPLS, … - 37 -
BAØI GIAÛNG NGN Chöông 2: Caáu truùc NGN Caùc server ñaëc tính, Server öùng duïng,... Caùc giao thöùc, giao dieän môû, API baùo hieäu/ IN tieâu chuaån Lôùp öùng duïng ... Boä ñieàu khieån Boä ñieàu khieån Boä ñieàu khieån IP/ MPLS Voice/SS7 ATM/ SVC Softswitch Lôùp ñieàu khieån TCP/IP Video Voice TDM FR ATM ... Lôùp media Caùc giao dieän logic vaø vaät lyù tieâu chuaån Hình 2-9 Caáu truùc maïng chuyeån maïch ña dòch vuï. - Chöùc naêng Lôùp ñieàu khieån coù nhieäm vuï keát noái ñeå cung caáp caùc dòch vuï thoâng suoát töø ñaàu cuoái ñeán ñaàu cuoái vôùi baát kyø loaïi giao thöùc vaø baùo hieäu naøo. Cuï theå , lôùp ñieàu khieån thöïc hieän : Ñònh tuyeán löu löôïng giöõa caùc khoái chuyeån maïch. Thieát laäp yeâu caàu, ñieàu chænh vaø thay ñoåi caùc keát noái hoaëc caùc luoàng, ñieàu khieån saép xeáp nhaõn (label mapping) giöõa caùc giao dieän coång. Phaân boå löu löôïng vaø caùc chæ tieâu chaát löôïng ñoái vôùi moãi keát noái (hay moãi luoàng) vaø thöïc hieän giaùm saùt ñieàu khieån ñeå ñaûm baûo QoS. Baùo hieäu ñaàu cuoái töø caùc trung keá, caùc coång trong keát noái vôùi lôùp media. Thoáng keâ vaø ghi laïi caùc thoâng soá veà chi tieát cuoäc goïi, ñoàng thôøi thöïc hieän caùc caûnh baùo. Thu nhaän thoâng tin baùo hieäu töø caùc coång vaø chuyeån thoâng tin naøy ñeán caùc thaønh phaàn thích hôïp trong lôùp ñieàu khieån. - 38 -
BAØI GIAÛNG NGN Chöông 2: Caáu truùc NGN Quaûn lyù vaø baûo döôõng hoaït ñoäng cuûa caùc tuyeán keát noái thuoäc phaïm vi ñieàu khieån. Thieát laäp vaø quaûn lyù hoaït ñoäng cuûa caùc luoàng yeâu caàu ñoái vôùi chöùc naêng dòch vuï trong maïng. Baùo hieäu vôùi caùc thaønh phaàn ngang caáp. Caùc chöùc naêng quaûn lyù, chaêm soùc khaùch haøng cuõng ñöôïc tích hôïp trong lôùp ñieàu khieån. Nhôø caùc giao dieän môû neân coù söï taùch bieät giöõa dòch vuï vaø truyeàn daãn, ñieàu naøy cho pheùp caùc dòch vuï môùi ñöôïc ñöa vaøo nhanh choùng vaø deã daøng. 2.4 Lôùp öùng duïng - Thaønh phaàn : Lôùp öùng duïng goàm caùc nuùt thöïc thi dòch vuï SEN (Service Excution Node), thöïc chaát laø caùc server dòch vuï cung caáp caùc öùng duïng cho khaùch haøng thoâng qua lôùp truyeàn taûi. - Chöùc naêng : Lôùp öùng duïng cung caáp caùc dòch vuï coù baêng thoâng khaùc nhau vaø ôû nhieàu möùc ñoä. Moät soá loaïi dòch vuï seõ thöïc hieän laøm chuû vieäc thöïc hieän ñieàu khieån logic cuûa chuùng vaø truy nhaäp tröïc tieáp tôùi lôùp öùng duïng, coøn moät soá dòch vuï khaùc seõ ñöôïc ñieàu khieån töø lôùp ñieàu khieån nhö dòch vuï thoaïi truyeàn thoáng. Lôùp öùng duïng lieân keát vôùi lôùp ñieàu khieån thoâng qua caùc giao dieän môû API. Nhôø ñoù maø caùc nhaø cung caáp dòch vuï coù theå phaùt trieån caùc öùng duïng vaø trieån khai nhanh choùng treân caùc dòch vuï maïng. Moät soá ví duï veà caùc loaïi öùng duïng dòch vuï ñöôïc ñöa ra sau ñaây: Caùc dòch vuï thoaïi Caùc dòch vuï thoâng tin vaø noäi dung VPN cho thoaïi vaø soá lieäu Video theo yeâu caàu Nhoùm caùc dòch vuï ña phöông tieän Thöông maïi ñieän töû Caùc troø chôi treân maïng thôøi gian thöïc. …… - 39 -