-
A P D F P P T T O P D F D E M O
:
Häc viÖn c«ng nghÖ b−u chÝnh viÔn th«ng
MạngMạng thếthế hệhệ mớimới
.
-
P u r c h a s e f r o m w w w A P D F . c o m
t o r e m o v e t h e w a t e r m a r k
NguyÔn TiÕn Ban
bannt@ptit.edu.vn
dung NéiNéi dung
(cid:1) PHẦN 1: TỔNG QUAN VỀ MẠNG THẾ HỆ MỚI
(cid:1) PHẦN 2: CÔNG NGHỆ VoIP
(cid:1) PHẦN 3: CÔNG NGHỆ MPLS
2
PHPHẦẦN 1: T
N 1: TỔỔNG QUAN V
NG QUAN VỀỀ MMẠẠNG NGN NG NGN
(cid:2) GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NGN
(cid:2) MẠNG NGN THEO MÔ HÌNH CALL SERVER
(cid:2) ĐIỀU KHIỂN KẾT NỐI TRONG MẠNG NGN
3
1. 1. GiớiGiới thiệu
thiệu chung
chung vềvề NGNNGN
(cid:1)(cid:1) Những hạn chế của mạng hiện tại và nhu cầu phát triển NGN Những hạn chế của mạng hiện tại và nhu cầu phát triển NGN
(cid:1)(cid:1) Nguyên tắc tổ chức mạng NGN Nguyên tắc tổ chức mạng NGN
(cid:1)(cid:1) Các công nghệ nền tảng cho NGN Các công nghệ nền tảng cho NGN
(cid:1)(cid:1) Các tổ chức và hướng phát triển NGN (cid:1)(cid:1) Các tổ chức và hướng phát triển NGN Các tổ chức và hướng phát triển NGN Các tổ chức và hướng phát triển NGN
(cid:1)(cid:1) Sự tiến hóa lên NGN và các vấn đề cần quan tâm Sự tiến hóa lên NGN và các vấn đề cần quan tâm
4
Những hạn chế của mạng hiện tại và nhu cầu phát triển NGN 1.1. 1.1. Những hạn chế của mạng hiện tại và nhu cầu phát triển NGN
- Cứng nhắc trong việc phân bổ băng thông;
- Khó khăn trong việc tổ hợp mạng; - Khó khăn trong việc tổ hợp mạng;
- Khó khăn trong việc cung cấp dịch vụ mới;
- Đầu tư cho mạng PSTN lớn;
- Giới hạn trong phát triển mạng;
- Không đáp ứng được sự tăng trưởng nhanh của
các dịch vụ dữ liệu.
5
(cid:1)(cid:1) Khái niệm
và sự hội tụ công nghệ Khái niệm NGNNGN và sự hội tụ công nghệ
Định nghĩa NGN: Định nghĩa NGN:
- Mạng thế hệ sau (NGN) là mạng chuyển mạch gói có khả năng cung
cấp các dịch vụ viễn thông và tạo ra ứng dụng băng thông rộng, các
công nghệ truyền tải đảm bảo chất lượng dịch vụ, trong đó các chức
năng dịch vụ độc lập với các công nghệ truyền tải liên quan.
NGN là mạng NGN là mạng
- Có hạ tầng thông tin duy nhất dựa trên công nghệ chuyển mạch gói;
- Triển khai các dịch vụ một cách đa dạng và nhanh chóng;
- Đáp ứng sự hội tụ giữa thoại và số liệu, giữa cố định và di động;
- Các hệ thống hỗ trợ có khả năng mềm dẻo, cho phép khách hàng sử
dụng nhiều loại hình dịch vụ mà chỉ cần một nhà cung cấp.
6
1.2. Nguyên tắc tổ chức mạng NGNNGN 1.2. Nguyên tắc tổ chức mạng
7
trong NGN Sự hội tụ giữa thoại và số liệu, cố định và di động trong NGN Sự hội tụ giữa thoại và số liệu, cố định và di động
Trước đây Trước đây
Hiện tại Hiện tại
Tương lai Tương lai
1X EV-DV 1X EV-DV
IS-95B IS-95B
1X EV-DO 1X EV-DO
PCS PCS IS-95A IS-95A
CDMA2000 CDMA2000 1X 1X
WCDMA WCDMA
Mạng di động Mạng di động
IEEE802.11a IEEE802.11a
IEEE802.11 IEEE802.11
IEEE802.11b IEEE802.11b
Mạng hội tụ băng rộng Mạng hội tụ băng rộng Toàn IP Toàn IP
IEEE802.11g IEEE802.11g
Mạng không dây Mạng không dây
PSTN PSTN Modem Modem
ADSL ADSL
VDSL VDSL
FTTH FTTH
ISDN ISDN
Mạng cố định Mạng cố định
8
3GPP) Xu hướng hội tụ các công nghệ mạng (theotheo 3GPP) Xu hướng hội tụ các công nghệ mạng (
Xu hướng hội tụ các dịch vụ viễn thông Xu hướng hội tụ các 3GPP) dịch vụ viễn thông ((theotheo 3GPP)
Môi trường hội tụ Môi trường hội tụ
i i
Dịch vụ định vị Dịch vụ định vị
Điều khiển từ xa Điều khiển từ xa
h h n n m m g g n n ô ô h h T T
Dịch vụ biểu cảm Dịch vụ biểu cảm Dịch vụ biểu cảm Dịch vụ biểu cảm
Hội nghị truyền hình Hội nghị truyền hình
Người-Máy Người-Máy
DAB/DVB DAB/DVB
Thoại thấy hình Thoại thấy hình
TV di động TV di động
Người-Người Người-Người
VOD VOD
Video streaming Video streaming Video streaming Video streaming
ại ại o o h h
Di động Di động
Dịch vụ theo vị trí Dịch vụ theo vị trí
t t
SMS SMS
Tải nhạc chuông Tải nhạc chuông
g g n n ớ ớ ư ư H H
Hướng thoại Hướng thoại
Dữ liệu tốc độ thấp Dữ liệu tốc độ thấp
Multimedia Multimedia
Multimedia nhanh, Multimedia nhanh, băng rộng băng rộng
9
Nguyên tắc tổ chức mạng NGNNGN Nguyên tắc tổ chức mạng
(cid:2) Mạng có cấu trúc đơn giản; (cid:2) Đáp ứng nhu cầu cung cấp các loại hình dịch vụ viễn thông
phong phú và đa dạng; phong phú và đa dạng; (cid:2) Nâng cao hiệu quả sử dụng, chất lượng mạng lưới và giảm
chi phí khai thác, bảo dưỡng; (cid:2) Dễ dàng tăng dung lượng, phát triển dịch vụ mới; (cid:2) Có độ linh hoạt và tính sẵn sàng cao, năng lực tồn tại mạnh; (cid:2) Tổ chức mạng dựa trên số lượng thuê bao theo vùng địa lý
và nhu cầu phát triển dịch vụ, không theo địa bàn hành chính
mà theo vùng mạng hoặc vùng lưu lượng.
10
Các đặc điểm của NGNNGN Các đặc điểm của
Nền tảng là hệ thống mạng mở: : Nền tảng là hệ thống mạng mở
- Các khối chức năng của tổng đài truyền thống được chia thành các phần tử mạng
độc lập, các phần tử phân theo chức năng và phát triển một cách độc lập.
- Giao diện và giao thức giữa các bộ phận phải dựa trên các tiêu chuẩn tương ứng.
Là mạng dịch vụ thúc đẩy: Là mạng dịch vụ thúc đẩy:
- Chia tách dịch vụ với điều khiển cuộc gọi;
- Chia tách cuộc gọi với truyền tải.
Là mạng chuyển mạch gói, giao thức thống nhất Là mạng
chuyển mạch gói, giao thức thống nhất: :
- Các mạng thông tin tích hợp trong một mạng thống nhất dựa trên nền gói;
- IP trở thành giao thức vạn năng, làm cơ sở cho các mạng đa dịch vụ;
- NGN là nền tảng cho cơ sở hạ tầng thông tin quốc gia (NII).
LLà mạng có dung lượng và tính thích ứng cao
đủ năng lực để đáp ứng nhu cầu:: à mạng có dung lượng và tính thích ứng cao,, đủ năng lực để đáp ứng nhu cầu
- Có khả năng cung cấp nhiều loại hình dịch vụ đa phương tiện băng thông cao;
- Có khả năng thích ứng với các mạng đã tồn tại để tận dụng cơ sở hạ tầng mạng,
dịch vụ và khách hàng sẵn có.
11
(cid:1)(cid:1) Công nghệ truyền dẫn Công nghệ truyền dẫn
1.3. Các công nghệ nền tảng cho NGNNGN 1.3. Các công nghệ nền tảng cho
Truyền dẫn quang: Truyền dẫn quang:
- Công nghệ SDH cho đường truyền tốc độ cao với khả năng bảo vệ của
các mạch vòng; các mạch vòng;
- Công nghệ WDM cho phép sử dụng độ rộng băng tần rất lớn của sợi
quang, nâng tốc độ truyền dẫn lên tới 10 Gb/s, 20 Gb/s, ...
- Một giải pháp hiện nay là hội tụ các lớp dữ liệu và quang trong mạng lõi.
Truyền dẫn vệ tinh: Truyền dẫn vệ tinh:
- Thị trường thông tin vệ tinh phát triển mạnh trong những năm gần đây; - Thị trường thông tin vệ tinh phát triển mạnh trong những năm gần đây;
- Nhiều loại hình dịch vụ vệ tinh đang được phổ biến như: DTH tương tác,
truy nhập Internet, các dịch vụ băng rộng, HDTV, v
- Kết hợp các ưu điểm của CDMA, thông tin vệ tinh ngày càng phát triển,
12
đặc biệt trong lĩnh vực thông tin di động và cá nhân.
(cid:1)(cid:1) Công nghệ truy nhập Công nghệ truy nhập
- Duy trì nhiều loại hình mạng truy nhập vào một môi truyền dẫn chung:
+ Truy nhập quang,
+ Truy nhập vô tuyến, + Truy nhập vô tuyến,
+ Truy nhập cáp đồng sử dụng các công nghệ ADSL, HDSL, v
+ Truy nhập băng rộng.
- Tích cực phát triển và hoàn thiện để đem vào ứng dụng rộng rãi các công nghệ
truy nhập tiên tiến băng rộng, triển khai hệ thống di động 3G.
(cid:1)(cid:1) Công nghệ chuyển mạch Công nghệ chuyển mạch
1.3. Các công nghệ nền tảng cho NGNNGN 1.3. Các công nghệ nền tảng cho
- IP,
- ATM,
- IP over ATM
13
- MPLS.
1.4. Các tổ chức và hướng phát triển NGNNGN 1.4. Các tổ chức và hướng phát triển
International Telecommunication Union)) ITUITU--TT ((International Telecommunication Union
- Các nhóm SG16, SG11, SG13, SG2, SG8
(Internet Engineering Task Force) IETF (Internet Engineering Task Force) IETF
- Các nhóm PINT, MMUSIC, IPTEL, SIGTRAN
MSF (Multiservice Switching Forum) MSF (Multiservice Switching Forum)
- Mô hình mạng chuyển mạch đa dịch vụ.
(European Telecommunications Standards Institute) ETSIETSI (European Telecommunications Standards Institute)
- Các dự án TIPHON, TISPAN
ISC (International Softwitch Consortium) ISC (International Softwitch Consortium) ISC (International Softwitch Consortium) ISC (International Softwitch Consortium)
- Các nghiên cứu về chuyển mạch mềm
3GPP (Third Generation Partnership Project) 3GPP (Third Generation Partnership Project)
14
- Mô hình kiến trúc phân hệ đa phương tiện IP (IMS)
Mô hình NGN của ITU--TT Mô hình NGN của ITU
GII (Global Information Infrastructure) GII (Global Information Infrastructure)
- Mô hình kiến trúc thông tin toàn cầu;
- Gồm 3 lớp chức năng.
Các chức năng ứng dụng; Các chức năng ứng dụng;
- Kiến tạo ứng dụng.
Các chức năng trung gian: Các chức năng trung gian:
- Chức năng điều khiển dịch vụ,
- Chức năng quản lý.
CCáác chức n CCáác chức n c chức năăng cng cơ ơ sởsở:: c chức năăng cng cơ ơ sởsở::
- Các chức năng mạng (truyền tải và điều khiển),
- Các chức năng lưu trữ và xử lý,
15
- Các chức năng giao tiếp người – máy.
CÊu tróc CÊu tróc
TruyÒn th«ng TruyÒn th«ng vµ nèi m¹ng vµ nèi m¹ng th«ng tin th«ng tin
Cung cÊp dÞch vô Cung cÊp dÞch vô xö lý vµ l−u tr ÷ xö lý vµ l−u tr ÷ th«ng tin ph©n t¸n th«ng tin ph©n t¸n
C¸c chøc n¨ng øng dông C¸c chøc n¨ng øng dông C¸c chøc n¨ng øng dông C¸c chøc n¨ng øng dông
Giao diÖn Giao diÖn Giao diÖn Giao diÖn ch−¬ng ch−¬ng tr×nh øng tr×nh øng dông dông
C¸c chøc n¨ng trung gian C¸c chøc n¨ng trung gian
C¸c chøc n¨ng c¬ së C¸c chøc n¨ng c¬ së
Cung cÊp Cung cÊp dÞch vô dÞch vô truyÒn th«ng truyÒn th«ng chung chung
Giao diÖn Giao diÖn ch−¬ng ch−¬ng tr×nh c¬ tr×nh c¬ së së
Chøc n¨ng ®iÒu khiÓn Chøc n¨ng ®iÒu khiÓn
C¸c chøc C¸c chøc n¨ng n¨ng giao tiÕp giao tiÕp ng−êi–m¸y ng−êi–m¸y
C¸c chøc C¸c chøc n¨ng n¨ng xö lý vµ xö lý vµ l−u tr÷ l−u tr÷
Chøc n¨ng Chøc n¨ng ®iÒu khiÓn ®iÒu khiÓn Chøc n¨ng Chøc n¨ng truyÒn t¶i truyÒn t¶i
Chøc n¨ng truyÒn t¶i Chøc n¨ng truyÒn t¶i
16
Các chức năng của GII và mối quan hệ giữa chúng Các chức năng của GII và mối quan hệ giữa chúng
17
Mô hình tiến tới NGN từ các mạng hiện có (theo ITU Mô hình tiến tới NGN từ các mạng hiện c ó (theo ITU--T)T)
mạng chuyển mạch đa dịch vụ của MSF Mô hình mạng chuyển mạch đa dịch vụ của MSF Mô hình
Líp Líp øng dông øng dông
C¸c giao thøc, giao diÖn, API b¸o hiÖu/IN tiªu chuÈn C¸c giao thøc, giao diÖn, API b¸o hiÖu/IN tiªu chuÈn
... ... ... ...
Bé ® iÒu khiÓn Bé ® iÒu khiÓn Voice/SS7 Voice/SS7
Bé ®iÒu khiÓn Bé ®iÒu khiÓn ATM/SVC ATM/SVC
Líp Líp Líp Líp ® iÒu khiÓn ® iÒu khiÓn
Bé ® iÒu khiÓn Bé ® iÒu khiÓn IP/MPLS IP/MPLS
Líp Líp
ChuyÓn m¹ch lai ghÐp ChuyÓn m¹ch lai ghÐp
qu¶n qu¶n
Multiservice Multiservice
Líp Líp chuyÓn chuyÓn m¹ch m¹ch
lý lý
Líp thÝch Líp thÝch Líp thÝch Líp thÝch
øng øng
... ...
TCP/IP TCP/IP
Video Video
Voice Voice
TDM TDM
FR FR
ATM ATM
C¸c giao diÖn logic vµ vËt lý tiªu chuÈn C¸c giao diÖn logic vµ vËt lý tiªu chuÈn
C¸c giao thøc , C¸c giao thøc , giao diÖn giao diÖn më réng më réng
18
Phân hệ đa phương tiện IP (IMS) Phân hệ đa phương tiện IP (IMS)
Các đặc điểm chính: Các đặc điểm chính:
- IP Multimedia Subsystem (IMS) là một phần của kiến trúc NGN, được
phát triển bởi 3GPP và 3GPP2 nhằm hỗ trợ truyền thông đa phương tiện và
hội tụ truy nhập giữa 2G, 3G và 4G với mạng không dây. hội tụ truy nhập giữa 2G, 3G và 4G với mạng không dây.
- Là kiến trúc chuẩn và có tính mở nhằm mục đích chuyển tiếp các dịch vụ
đa phương tiện qua các mạng di động và IP;
- Sử dụng cùng một loại giao thức chuẩn cho cả các dịch vụ di động và cố
định, IMS cho phép phối hợp hoạt động giữa các dịch vụ và ứng dụng IP
cũng như giữa các thuê bao; cũng như giữa các thuê bao;
- IMS định nghĩa các giao diện mặt bằng điều khiển chuẩn để tạo ra các
ứng dụng, cho phép phát triển nhanh chóng và linh hoạt các dịch vụ mới;
- Thiết kế của IMS đặc biệt tối ưu hoá cho các ứng dụng SIP và đa phương
19
tiện.
M¹ng di ®éng kÕ thõa
Gc
HSS
HLR
Mh
R-SGW
Server øng dông
Sh Sh
SLF
Ms
Cx
Cx
Gr
ISC
Dx
UE
Go
GGSN
BSS GERAN
Mr
Mw
Mw
P-CSCF
I-CSCF
S-CSCF
MRFC
UE
Iu
Mp
RNC UTRAN
Mi
SGSN
Mg
MRFP
Mm
Mj
MGCF
BGCF
Gi
MRF
Iu
Mm
MGW
T-SGW
Mk
D÷ liÖu vµ b¸o hiÖu
B¸o hiÖu
M¹ng PSTN kÕ thõa
M¹ng IMS ngoµi
20
Kiến trúc IMS (theo 3GPP) Kiến trúc IMS (theo 3GPP)
Các hướng nghiên cứu của ETSI Các hướng nghiên cứu của ETSI
ETSI phân chia nghiên cứu cấu trúc mạng theo các lĩnh vực: ETSI phân chia nghiên cứu cấu trúc mạng theo các lĩnh vực:
- Lớp truyền tải trên cơ sở công nghệ quang
- Mạng lõi dung lượng cao trên cơ sở công nghệ gói IP/ATM
- Điều khiển trên nền IP - Điều khiển trên nền IP
- Dịch vụ và ứng dụng trên nền IP
- Quản lý trên cơ sở IT và IP
TISPAN TISPAN
- Telecommunications and Internet converged Services and Protocols for
Advanced Networking;
- Tập trung vào phần hội tụ mạng cố định và Internet; - Tập trung vào phần hội tụ mạng cố định và Internet;
- Khởi phát một kế hoạch đơn giản để đáp ứng được những yêu cầu cấp thiết
của thị trường.
- Phát triển tính độc lập mạng truy nhập và xúc tiến FMC (Fixed Mobile
Convergence).
21
Giải pháp TISPAN Giải pháp TISPAN
Các đặc điểm chính: Các đặc điểm chính:
- Đảm bảo cung cấp tất cả các dịch vụ hỗ trợ bởi phân hệ IMS của 3GPP
đến người sử dụng băng rộng và những dịch vụ IMS lựa chọn cho các
khách hàng PSTN/ISDN kết nối đến NGN; khách hàng PSTN/ISDN kết nối đến NGN;
- Cung cấp phần lớn dịch vụ PSTN/ISDN hiện có của một nhà khai thác
mạng đến thiết bị và những giao diện kế thừa để hỗ trợ các kịch bản thay
thế PSTN/ISDN;
- Mở rộng IMS của 3GPP để bao trùm các vùng mà 3GPP không phủ đến
được, đặc biệt là những dịch vụ như chặn cuộc gọi, cuộc gọi khẩn cấp, v.v. được, đặc biệt là những dịch vụ như chặn cuộc gọi, cuộc gọi khẩn cấp, v.v.
- Mạng truy nhập được xem như là thành phần mạng giữa các thiết bị của
khách hàng, hỗ trợ những tương tác điều khiển dịch vụ;
- Hỗ trợ các mạng truy nhập băng rộng cố định hiện thời và mạng truy nhập
22
kết nối IP (IP-CAN).
Kiến trúc NGN theo ETSI Kiến trúc NGN theo ETSI
C¸c øng dông
Multimedia kh¸c
Streaming services Streaming services
Ph©n hÖ m¹ng g¾n vµo
IMS
)
Ph©n hÖ m« pháng PSTN/ISDN
N T S P ô d
Ph©n hÖ ®iÒu khiÓn tµi nguyªn
M¹ng truyÒn t¶i
M¹ng truyÒn t¶i lâi
IP
Ý v ( c ¸ h k g n ¹ ¹ m c ¸ C
Truy nhËp
3GPP IP-CAN
23
Các đặc điểm chính: Các đặc điểm chính:
- Phân hệ IMS nằm giữa và liên kết các lớp truyền tải (mạng truy nhập
thông qua phân hệ điều khiển tài nguyên và mạng lõi) và lớp dịch vụ. thông qua phân hệ điều khiển tài nguyên và mạng lõi) và lớp dịch vụ.
- Kế thừa từ các mạng hiện có như PSTN, ISDN, Internet, PLMN, v.v.
- Xây dựng thêm các phân hệ và giao thức mới để bổ sung các loại
hình dịch vụ, cung cấp dịch vụ đa phương tiện và hội tụ mạng.
- Mạng truyền tải được gói hóa hoàn toàn với công nghệ IP.
- Các mạng riêng rẽ trước đây được kết hợp thành một mạng chung - Các mạng riêng rẽ trước đây được kết hợp thành một mạng chung
duy nhất, cho phép nhà cung cấp có thể cung cấp tất cả các loại hình
dịch vụ.
24
Kiến trúc NGN theo ETSIETSI Kiến trúc NGN theo
và các vấn đề cần quan tâm 1.5. Sự tiến hóa lên NGNNGN và các vấn đề cần quan tâm 1.5. Sự tiến hóa lên
u tiến tới NGN:: Mục tiMục tiêêu tiến tới NGN Mục tiMục tiêêu tiến tới NGN u tiến tới NGN::
- Cung cấp đa loại hình dịch vụ với giá thành thấp, đảm bảo thời gian đưa
ra dịch vụ mới được rút ngắn.
- Giảm chi phí khai thác mạng và dịch vụ.
- Nâng cao tối đa hiệu quả đầu tư.
- Tạo ra những nguồn doanh thu mới, không phụ thuộc vào nguồn doanh
25
thu từ các dịch vụ truyền thống.
Yêu cầu chung khi xây dựng NGN:: Yêu cầu chung khi xây dựng NGN
- Tránh làm ảnh hưởng đến các chức năng cũng như việc cung cấp
dịch vụ của mạng hiện tại.
- Tiến tới cung cấp dịch vụ thoại và số liệu trên cùng một hạ tầng
thông tin duy nhất, đồng thời phải hỗ trợ các thiết bị khách hàng
đang sử dụng.
- Mạng phải có cấu trúc đơn giản, giảm thiểu số cấp chuyển mạch
và chuyển tiếp truyền dẫn nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng, chất
lượng mạng lưới và giảm chi phí khai thác bảo dưỡng.
- Cấu trúc tổ chức mạng không phụ thuộc vào định giới hành chính.
- Cấu trúc chuyển mạch phải đảm bảo an toàn, dựa trên chuyển
mạch gói.
26
và các vấn đề cần quan tâm 1.5. Sự tiến hóa lên NGNNGN và các vấn đề cần quan tâm 1.5. Sự tiến hóa lên
Yêu cầu chung khi xây dựng NGN (tiếp):: Yêu cầu chung khi xây dựng NGN (tiếp)
- Hệ thống quản lý mạng, dịch vụ phải có tính tập trung cao.
- Việc chuyển đổi phải thực hiện theo từng bước và theo nhu cầu
của thị trường.
- Hạn chế đầu tư các kỹ thuật phi NGN cùng lúc với việc triển khai
và hoàn thiện các công nghệ mới.
- Phải bảo toàn vốn đầu tư của nhà khai thác.
- Xác định các giai đoạn cần thiết để chuyển sang NGN. Có các
sách lược thích hợp cho từng giai đoạn chuyển hướng để việc triển
khai NGN được ổn định và an toàn.
27
và các vấn đề cần quan tâm 1.5. Sự tiến hóa lên NGNNGN và các vấn đề cần quan tâm 1.5. Sự tiến hóa lên
và các vấn đề cần quan tâm 1.5. Sự tiến hóa lên NGNNGN và các vấn đề cần quan tâm 1.5. Sự tiến hóa lên
Lộ trLộ trìình chuyển nh chuyển đđổiổi::
- Ưu tiên giải quyết phân tải lưu lượng Internet cho tổng đài chuyển mạch
nội hạt, đảm bảo cung cấp dịch vụ truy nhập băng rộng tại các thành phố
lớn trước. lớn trước.
- Tạo cơ sở hạ tầng thông tin băng rộng để phát triển các dịch vụ đa
phương tiện, phục vụ các chương trình tin học hóa và chính phủ điện tử
của quốc gia.
- Ưu tiên thực hiện trên mạng liên tỉnh trước nhằm đáp ứng nhu cầu về
thoại và tăng hiệu quả sử dụng các tuyến truyền dẫn đường trục. thoại và tăng hiệu quả sử dụng các tuyến truyền dẫn đường trục.
- Mạng nội tỉnh thực hiện có trọng điểm tại các thành phố có nhu cầu truyền
số liệu, truy nhập Internet băng rộng.
- Lắp đặt các thiết bị chuyển mạch thế hệ mới, các máy chủ để phục vụ các
28
dịch vụ đa phương tiện chất lượng cao.
Các vấn đề cần quan tâm khi triển khai NGN:: Các vấn đề cần quan tâm khi triển khai NGN
- Xem xét mạng TDM đã đầu tư để quyết định xây dựng NGN xếp chồng hay thay
thế các tổng đài truyền thống bằng các chuyển mạch công nghệ mới.
- Công nghệ gói với cơ chế “best effort” phải hỗ trợ dịch vụ thoại qua IP và các dịch
vụ giá trị gia tăng khác.
- Có thể mở rộng mạng theo nhiều hướng với nhiều khả năng cung cấp dịch vụ
song vẫn giữ được ưu thế gọn nhẹ của mạng IP.
- Quy mô mạng phải đủ lớn để chống lại hiện tượng nghẽn cổ chai trong lưu lượng
của mạng lõi.
- Mạng phải đáp ứng các yêu cầu về độ tin cậy, đồng thời đảm bảo an toàn thông
tin để chống lại sự xâm nhập trái phép từ bên ngoài.
- Các dịch vụ triển khai phải được tối ưu hoá trong việc sử dụng các nguồn tài
nguyên mạng.
- Phát triển các giải pháp quản lý thích hợp cho NGN trong môi trường đa nhà khai
thác và đa loại hình dịch vụ.
29
và các vấn đề cần quan tâm 1.5. Sự tiến hóa lên NGNNGN và các vấn đề cần quan tâm 1.5. Sự tiến hóa lên
2. 2. MạngMạng NGN
Call Server NGN theotheo mômô hìnhhình Call Server
(cid:1)(cid:1) Kiến trúc phân lớp mạng Kiến trúc phân lớp mạng
(cid:1)(cid:1) Chức năng và hoạt động của các phần tử mạng Chức năng và hoạt động của các phần tử mạng
(cid:1)(cid:1) Cấu hình và thiết bị mạng NGN của VNPT trong giải Cấu hình và thiết bị mạng NGN của VNPT trong giải
pháp SURPASS pháp SURPASS pháp SURPASS pháp SURPASS
30
2.1. Kiến trúc phân lớp mạng 2.1. Kiến trúc phân lớp mạng
Líp øng dông
Giao diÖn më API
Líp ®iÒu khiÓn
Giao diÖn më API
L í p q u ¶ n l ý
Líp truyÒn th«ng
Giao diÖn më API
Líp truy nhËp vµ truyÒn dÉn
31
Lớp truy nhập và truyền tải Lớp truy nhập và truyền tải
Phần truy nhập: Phần truy nhập:
- Lớp truy nhập cung cấp các kết nối giữa thuê bao đầu cuối và mạng
đường trục qua cổng giao tiếp thích hợp.
- Cung cấp các truy nhập chuẩn và không chuẩn của thiết bị đầu cuối như: - Cung cấp các truy nhập chuẩn và không chuẩn của thiết bị đầu cuối như:
truy nhập đa dịch vụ, điện thoại IP, máy tính PC, tổng đài PBX, v
- Với truy nhập vô tuyến: các hệ thống thông tin di động GSM hoặc CDMA,
truy nhập vô tuyến cố định, vệ tinh.
- Trong tương lại các hệ thống truy nhập không dây sẽ phát triển rất nhanh
như truy nhập hồng ngoại, bluetooth hay WLAN (802.11). như truy nhập hồng ngoại, bluetooth hay WLAN (802.11).
- Với truy nhập hữu tuyến: hiện nay cáp đồng và xDSL đang được sử
dụng.
- Trong tương lai truyền dẫn quang DWDM, PON sẽ dần chiếm ưu thế, thị
32
trường của xDSL và modem sẽ dần thu nhỏ lại.
Lớp truy nhập và truyền tải Lớp truy nhập và truyền tải
truyền tải:: PhầnPhần truyền tải
- Tại lớp vật lý các công nghệ truyền dẫn quang như SDH, WDM hay
DWDM sẽ được sử dụng.
- Công nghệ ATM hay IP có thể được sử dụng trên mạng lõi để đảm bảo
QoS.
- Các router được sử dụng ở biên mạng lõi khi lưu lượng lớn. Khi lưu
lượng nhỏ switch–router có thể đảm nhận luôn chức năng những bộ định
tuyến này.
- Lớp truyền tải có khả năng hỗ trợ các mức QoS cho cùng một dịch vụ và - Lớp truyền tải có khả năng hỗ trợ các mức QoS cho cùng một dịch vụ và
cho các dịch vụ khác nhau.
- Lớp ứng dụng đưa ra các yêu cầu về năng lực truyền tải và lớp truyền tải
33
sẽ thực hiện yêu cầu đó.
- Chịu trách nhiệm chuyển đổi các loại môi trường (PSTN/ISDN,
LAN, vô tuyến, v) sang môi trường gói trên mạng lõi và ngược lại. LAN, vô tuyến, v) sang môi trường gói trên mạng lõi và ngược lại.
- Gồm các thiết bị cổng phương tiện MG (Media Gateway),
- Cổng truy nhập:
+ AG kết nối giữa mạng lõi và mạng truy nhập,
+ RG kết nối mạng lõi và mạng thuê bao nhà.
- Cổng giao tiếp: - Cổng giao tiếp:
+ TG kết nối mạng lõi với mạng PSTN/ISDN,
+ WG kết nối mạng lõi với mạng di động.
34
Lớp truyền thôôngng Lớp truyền th
Chức năăngng:: Chức n
- Điều khiển kết nối để cung cấp các dịch vụ truyền thông từ đầu cuối đến đầu cuối
với bất kỳ loại giao thức báo hiệu nào.
- Quản lý và chăm sóc khách hàng. - Quản lý và chăm sóc khách hàng.
c thành phần:: CCáác thành phần
- Thành phần chính là Softswitch, còn gọi là MGC hay Call Agent,
- Các thành phần như SG, MS, FS, AS để kết nối cuộc gọi hay quản lý địa chỉ IP.
c đặc điểm:: CCáác đặc điểm
- Nhờ giao diện mở nên có sự tách biệt giữa dịch vụ và truyền dẫn, cho phép dịch
vụ mới được đưa vào nhanh chóng và dễ dàng. vụ mới được đưa vào nhanh chóng và dễ dàng.
- Hiện nay lớp điều khiển vẫn rất phức tạp, khả năng tương thích giữa thiết bị của
các hãng là vấn đề cần quan tâm.
- Các giao thức, giao diện báo hiệu và điều khiển kết nối rất đa dạng, còn chưa
được chuẩn hoá và đang tiếp tục phát triển.
35
iều khiển LớpLớp đđiều khiển
ứng dụng LớpLớp ứng dụng
- Gồm các nút thực thi dịch vụ (máy chủ dịch vụ), có chức năng cung cấp
các ứng dụng cho khách hàng thông qua lớp truyền tải.
- Các dịch vụ cung cấp có thể là dịch vụ mạng thông minh IN, dịch vụ trả - Các dịch vụ cung cấp có thể là dịch vụ mạng thông minh IN, dịch vụ trả
tiền trước, dịch vụ giá trị gia tăng Internet, v.v.
- Hệ thống ứng dụng và dịch vụ mạng liên kết với lớp điều khiển thông qua
các giao diện mở API. Nhờ giao diện mở mà nhà cung cấp có thể triển khai
nhanh dịch vụ trên mạng.
- Cung cấp các dịch vụ có băng thông khác nhau và ở nhiều mức độ. - Cung cấp các dịch vụ có băng thông khác nhau và ở nhiều mức độ.
- Một số dịch vụ thực hiện làm chủ việc điều khiển logic của chúng và truy
nhập trực tiếp tới lớp ứng dụng,
36
- Một số dịch vụ khác sẽ thực hiện điều khiển từ lớp điều khiển.
- Là một lớp đặc biệt, xuyên suốt các lớp từ kết nối cho đến
ứng dụng.
- Tại lớp quản lý có thể khai thác hoặc xây dựng mạng quản lý
viễn thông TMN như một mạng riêng để theo dõi và điều phối
các thành phần mạng đang hoạt động.
- Các chức năng quản lý được chú trọng là quản lý mạng, - Các chức năng quản lý được chú trọng là quản lý mạng,
quản lý dịch vụ và quản lý kinh doanh.
37
quản lí LớpLớp quản lí
2.2. Chức năng và hoạt động của các phần tử mạng 2.2. Chức năng và hoạt động của các phần tử mạng
(cid:1)(cid:1) Cổng ph ng tiện Cổng phươương tiện
Media Gateway –– MGMG)) ((Media Gateway
(cid:1)(cid:1) BộBộ đđiều khiển cổng ph (cid:1)(cid:1) BộBộ đđiều khiển cổng ph ng tiện iều khiển cổng phươương tiện iều khiển cổng phươương tiện ng tiện
Media Gateway Controller –– MGCMGC)) ((Media Gateway Controller
(cid:1)(cid:1) Cổng báo hiệu Cổng báo hiệu
(Signalling Gateway –– SG)SG) (Signalling Gateway
(cid:1)(cid:1) Máy chủ phương tiện Máy chủ phương tiện
(Media Server –– MS)MS) (Media Server
(cid:1)(cid:1) Máy chủ ứng dụng/đặc tính Máy chủ ứng dụng/đặc tính
38
AS/FS) (Application Server/Feature Server –– AS/FS) (Application Server/Feature Server
39
Vị trí của các phần tử trong mạng NGN Vị trí của các phần tử trong mạng NGN
Cổng phươương tiện Cổng ph ng tiện –– MGMG
Chức năng: Chức năng:
- Là thiết bị chuyển đổi giao thức đóng khung và truyền tải từ loại mạng này
sang một loại mạng khác, thông thường là từ dạng chuyển mạch kênh sang
dạng gói.
- Thực tế, nó chuyển đổi giữa dạng dữ liệu trong mạng IP (RTP/UDP/IP)
với luồng số truyền trong mạng chuyển mạch kênh (PCM, GSM).
- Việc chuyển đổi được điều khiển bằng Softswitch.
- MG thực hiện việc mã hoá, giải mã và nén dữ liệu. Các hoạt động này
được thực hiện bởi các bộ xử lý tín hiệu số DSP. được thực hiện bởi các bộ xử lý tín hiệu số DSP.
- Ngoài ra, MG còn tập hợp dữ liệu cho việc tính cước và chăm sóc khách
hàng hay phát hiện ngưỡng dữ liệu nếu yêu cầu.
40
- MG hỗ trợ các giao thức định tuyến chính như OSPF, IS-IS, BGP.
Các loại cổng phươương tiện Các loại cổng ph ng tiện -- MGMG
MG trung kế ((TGTG –– Trunking Gateway MG trung kế Trunking Gateway))::
- kết nối các chuyển mạch thuộc PSTN/ISDN tới phần lõi NGN;
MG truy nhập ((AGAG –– Access Gateway MG truy nhập Access Gateway))::
- kết nối giữa mạng lõi NGN với mạng truy nhập; - kết nối giữa mạng lõi NGN với mạng truy nhập;
MG dMG dâân cn cư (ư (RGRG –– Residential Gateway Residential Gateway):):
- Kết nối mạng lõi NGN với mạng thuê bao nhà dân; .
MG truy nhập di đđộngộng ((WAGWAG –– Wireless Access Gateway MG truy nhập di Wireless Access Gateway):):
- cho phép các khách hàng của mạng di động 3G kết nối tới NGN;
MG trung kế di đđộngộng ((WGWG –– Wireless Gateway MG trung kế di MG trung kế di MG trung kế di đđộngộng ((WGWG –– Wireless Gateway Wireless Gateway):): Wireless Gateway):):
- cho phép mạng di động 3G kết nối tới NGN;
MG bMG bááo hiệu o hiệu ((SGSG –– Signalling Gateway Signalling Gateway): ):
- chuyển đổi tín hiệu báo hiệu số 7 giữa mạng chuyển mạch kênh và mạng
41
gói.
Các yêu cầu kĩ thuật đối với MG Các yêu cầu kĩ thuật đối với MG
ợng thoại tốt:: Cung cấp chất lưượng thoại tốt Cung cấp chất l
- Đảm bảo độ trễ và tỉ lệ mất gói ở mức thấp.
- Hỗ trợ việc nén dữ liệu: MG cung cấp tập hợp các bộ mã hóa/giải mã
thoại như G.711, G.723.1, G.726, G.729, GSM.
- Cho phép lựa chọn các yêu cầu về chất lượng thoại và băng thông.
- Hỗ trợ khử tiếng vọng
- Có khả năng khử jitter nhằm cải thiện chất lượng thoại và đáp ứng nhu
cầu của người dùng.
- Hỗ trợ triệt các khoảng lặng trong đàm thoại và tạo nhiễu nền để giảm - Hỗ trợ triệt các khoảng lặng trong đàm thoại và tạo nhiễu nền để giảm
khối lượng tải truyền trong mạng.
linh hoạt: Tính linh hoạt: Tính
42
- Cho phép nhà điều hành mạng mở rộng mạng khi cần thiết.
Các yêu cầu kĩ thuật đối với MG Các yêu cầu kĩ thuật đối với MG
nh mở: TTíính mở:
- Cho phép kết nối với các phần tử mạng khác như MGC, sử dụng các giao
thức như MGCP, Megaco/H.248 hay SIP.
- Việc sử dụng các giao thức chuẩn cho phép nhà điều hành ít phụ thuộc - Việc sử dụng các giao thức chuẩn cho phép nhà điều hành ít phụ thuộc
nhất vào các nhà cung cấp và thuận tiện trong việc thay thế các phần tử
mạng;
- Hiện nay các thiết bị MG hỗ trợ IPv4, nhưng chúng có thể được phát triển
để hỗ trợ IPv6 là chuẩn trong tương lai.
nh bảo mật: TTíính bảo mật: TTíính bảo mật: nh bảo mật:
- Hỗ trợ nhận thực và bảo mật, sử dụng các giao thức như PAP, CHAP hay
IPSec.
Độ tin cậy: Độ tin cậy:
43
- Là một yêu cầu quan trọng, không thể thiếu đối với các thiết bị MG.
BộBộ đđiều khiển cổng ph iều khiển cổng phươương tiện ng tiện –– MGCMGC
Chức năng: Chức năng:
- Là thành phần chính của hệ thống Softswitch, đưa ra các quy luật xử lý
cuộc gọi; cuộc gọi;
- Thực hiện việc định tuyến và đánh số, báo hiệu, thu thập dữ liệu lưu
lượng, bảo dưỡng hệ thống, điều khiển quá tải, ghi số liệu cước;
- Điều khiển mạng, cung cấp các dịch vụ mạng thông minh và dịch vụ
mạng IP.
- Kết hợp cùng MG, SG và các thành phần khác như MS, FS, AS để kết nối - Kết hợp cùng MG, SG và các thành phần khác như MS, FS, AS để kết nối
cuộc gọi hay quản lý địa chỉ IP.
44
- Giao tiếp với hệ thống OS và BSS.
Các đặc điểm: Các đặc điểm:
- MGC là cầu nối giữa các mạng có đặc tính khác nhau, chịu trách nhiệm quản lý
lưu lượng thoại và dữ liệu qua các mạng này.
- MGC còn được gọi là Call Agent do chức năng điều khiển các bản tin. Call Agent - MGC còn được gọi là Call Agent do chức năng điều khiển các bản tin. Call Agent
cung cấp một giao diện phù hợp với AS để điều khiển dịch vụ và chính sách.
- Các Call Agent phối hợp hoạt động với nhau để thực hiện cuộc gọi. Truyền thông
giữa chúng được thực hiện bởi các giao thức chuẩn như BICC hay SIP-T.
- Ngoài ra, Call Agent cũng cho phép đầu cuối IP kết nối trực tiếp sử dụng các giao
thức như SIP hay H.323.
- Yêu cầu cơ bản đối với MGC là tính mở: cho phép sử dụng các giao thức chuẩn - Yêu cầu cơ bản đối với MGC là tính mở: cho phép sử dụng các giao thức chuẩn
và giao diện lập trình ứng dụng mở, đảm bảo tính độc lập của nhà cung cấp đối với
sự phát triển dịch vụ và cho phép sử dụng dịch vụ ba bên.
- Hiện nay các giao thức chuẩn và giao diện lập trình ứng dụng chưa đủ hoàn thiện
để đảm bảo tương thích hoàn toàn.
45
BộBộ đđiều khiển cổng ph iều khiển cổng phươương tiện ng tiện –– MGCMGC
Vai trò và vị trí của Call Agent trong mô hình mạng thế hệ mới Vai trò và vị trí của Call Agent trong mô hình mạng thế hệ mới
Signalling Signalling Gateway
Call Agent
Call Agent
CO Switch
CO Switch
Residential Gateway
46
Cổng báo hiệu –– SGSG Cổng báo hiệu
Các đặc điểm: Các đặc điểm:
- Nhiệm vụ của SG là xử lý thông tin báo hiệu, tạo ra chiếc cầu nối giữa
mạng báo hiệu SS7 với mạng IP dưới sự điều khiển của MGC;
- Cung cấp việc liên kết báo hiệu giữa mạng TDM và mạng gói, SG làm cho
MGC giống như một nút SS7 trong mạng báo hiệu SS7.
- Giao thức SIGTRAN được sử dụng một cách hiệu quả để đảm bảo tính
thời gian thực và tin cậy.
- Với thoại và báo hiệu được nhận trên cùng một kênh, chức năng SG - Với thoại và báo hiệu được nhận trên cùng một kênh, chức năng SG
thường được tích hợp trên MG.
47
- Với ISUP “quasi-associated” (sử dụng STP) thì SG là thiết bị độc lập.
Các chức năng: Các chức năng:
- Là thành phần lựa chọn, được sử dụng để xử lý các thông tin đặc biệt.
- Cung cấp chức năng tương tác giữa người gọi và ứng dụng thông qua thiết bị
viễn thông (trả lời cuộc gọi, phát thông báo, đọc thư, cung cấp lệnh thoại, v.v.) viễn thông (trả lời cuộc gọi, phát thông báo, đọc thư, cung cấp lệnh thoại, v.v.)
- Chức năng MS có thể được tích hợp trong Softswitch hoặc để ở MG. Các chức
năng có thể là bắt buộc hoặc lựa chọn.
- Có hai nhóm chức năng chính là:
+ Tài nguyên phương tiện (tách tone, tổng hợp thoại, nhận dạng tiếng nói, ...)
+ Điều khiển phương tiện (nhắc, ghi bản tin, ...)
Các đặc điểm: Các đặc điểm: Các đặc điểm: Các đặc điểm:
- MS phân phát dịch vụ thoại và video trên mạng gói như cầu hội nghị, thông báo
(do MG gửi), IN và một số tương tác người dùng.
- MS là thiết bị được điều khiển bằng SIP, MGCP hoặc H.248/Megaco và là giải
pháp của SRP (Service Resource Point) hỗ trợ cho IN.
48
Máy chủ phương tiện –– MSMS Máy chủ phương tiện
- FS là máy chủ ở lớp ứng dụng, chứa một loạt dịch vụ của doanh nghiệp. Vì vậy,
nó còn được gọi là máy chủ ứng dụng thương mại (AS).
- FS xác định tính hợp lệ và hỗ trợ các thông số dịch vụ thông thường cho hệ thống
đa chuyển mạch. đa chuyển mạch.
- Giữa Softswitch và FS có thể sử dụng các giao thức chuẩn hoặc giao diện
chương trình ứng dụng mở API.
- AS/FS tự quản lý các dịch vụ và truyền thông qua mạng IP, không ràng buộc nhiều
với Softswitch về việc phân chia hay nhóm các thành phần ứng dụng.
- Mục tiêu của AS là điều khiển và quản lý ứng dụng hiệu quả. Nó cho phép đưa ra
các dịch vụ mới không cần cập nhật ở Softswitch trong thời gian ngắn. các dịch vụ mới không cần cập nhật ở Softswitch trong thời gian ngắn.
- Một dịch vụ mới có thể được phát triển bởi bản thân nhà khai thác mạng. Các máy
chủ ứng dụng điều khiển các logic và kết nối ứng dụng.
- Phần mềm AS có thể đơn giản hoá việc kết nối các hệ thống web mới, các hệ
thống đặt trong các vị trí khác nhau và các hệ thống kế thừa thông qua web client.
49
AS/FS Máy chủ ứng dụng/đặc tính –– AS/FS Máy chủ ứng dụng/đặc tính
Cấu trúc: Cấu trúc:
- Dựa trên cấu trúc phân tán, gồm 3 lớp: truy nhập, truyền dẫn và điều khiển.
- Lớp điều khiển bao gồm cả điều khiển kết nối, quản lý mạng, khai báo và quản lý
dịch vụ dịch vụ
SURPASS hiQ. SURPASS hiQ.
- Là hệ thống máy chủ tập trung cho lớp điều khiển, với chức năng điều khiển các
tính năng thoại và kết hợp khả năng báo hiệu để kết nối với nhiều mạng khác nhau.
- Tuỳ theo chức năng và dung lượng, hiQ được chia thành các loại hiQ 10, 20,
9100, 9200, 9400.
SURPASS hiS SURPASS hiS SURPASS hiS SURPASS hiS
- Sản phẩm Gateway báo hiệu.
SURPASS hiG SURPASS hiG
- Là các hệ thống cổng phương tiện (MG), nằm ở biên mạng đường trục và chịu sự
quản lý của SURPASS hiQ.
50
2.3. Mạng NGN của VNPT trong giải pháp SURPASS 2.3. Mạng NGN của VNPT trong giải pháp SURPASS
2.3. Mạng NGN của VNPT trong giải pháp SURPASS 2.3. Mạng NGN của VNPT trong giải pháp SURPASS
SURPASS hiA SURPASS hiA
- Là hệ thống truy nhập đa dịch vụ, phục vụ cho truy nhập thoại, xDSL và
các dịch vụ số liệu trên một nền duy nhất.
- Để cung cấp các giải pháp truy nhập, SURPASS hiA có thể kết hợp với - Để cung cấp các giải pháp truy nhập, SURPASS hiA có thể kết hợp với
tổng đài EWSD hiện có qua giao diện V5.2 cũng như cùng với SURPASS
hiQ tạo nên mạng thế hệ mới.
- SURPASS hiA chia thành nhiều loại: 7100, 7300, 7500.
Hệ thống quản lý Hệ thống quản lý
- NetManager: hệ thống quản lý cho chuyển mạch thế hệ sau, sử dụng - NetManager: hệ thống quản lý cho chuyển mạch thế hệ sau, sử dụng
SNMP và chạy trên nền JAVA/CORBA, có giao diện HTTP để quản lý qua
trang web.
- TNMS cho truyền tải quang thế hệ sau;
51
- AccessIntegrator cho truy nhập thế hệ sau.
Các lớp và thiết bị NGN trong giải pháp SURPASS Các lớp và thiết bị NGN trong giải pháp SURPASS
NetManager
NGN Management
TNMS
AccessIntegrator
SURPASS NG Management
SURPASS hiQ
NGN Control
SURPASS hiS
NGN Control
Switc h
SURPASS NG Switching
Switc h
Switc h
Media Gateways
PSTN/ Mobile Network
SURPASS hiG
NGN Core
SURPASS NG Optics
IP/Optical Backbone SURPASS hiT
NGN Access NGN Access
SURPASS hiX Access Access Gatewa y
Media Gateway
Metro Optics
SURPASS NG Access
SURPASS hiG
Multi-Service Access
PB
CP
Triple Play Voice, Video, Data
LA
Business Customers
Residential Customers
52
53
Cấu hình mạng NGN giai đoạn hai của VNPT Cấu hình mạng NGN giai đoạn hai của VNPT
3. 3. ĐiềuĐiều khiển
khiển kếtkết nốinối trong
trong mạngmạng NGNNGN
(cid:1)(cid:1) Vai trò của điều khiển kết nối trong NGN Vai trò của điều khiển kết nối trong NGN
(cid:1)(cid:1) Hoạt động của hệ thống chuyển mạch mềm Hoạt động của hệ thống chuyển mạch mềm
(cid:1)(cid:1) Một số giao thức điều khiển báo hiệu điển hình Một số giao thức điều khiển báo hiệu điển hình
54
Vai trò của điều khiển kết nối trong NGN 3.1. 3.1. Vai trò của điều khiển kết nối trong NGN
Chức năng của lớp điều khiển: Chức năng của lớp điều khiển:
- Trong cấu trúc NGN chức năng điều khiển kết nối được tách riêng thành
một lớp và đẩy lên nằm trên lớp truyền tải và dưới lớp ứng dụng/dịch vụ.
- Lớp điều khiển được tổ chức thành một cấp cho toàn mạng nhằm giảm - Lớp điều khiển được tổ chức thành một cấp cho toàn mạng nhằm giảm
số cấp mạng và tận dụng tối đa năng lực xử lý cuộc gọi của các thiết bị thế
hệ mới.
- Lớp điều khiển có nhiệm vụ thống nhất các tiêu chuẩn kết nối giữa các
nhà cung cấp dịch vụ và nhà cung cấp mạng, giữa các nhà cung cấp mạng
thành viên, nhằm đảm bảo thông suốt việc cung cấp các dịch vụ viễn thông thành viên, nhằm đảm bảo thông suốt việc cung cấp các dịch vụ viễn thông
đến người sử dụng.
- Với các chức năng điều khiển lớp truyền tải, truy nhập và cung cấp dịch
vụ mạng NGN, lớp điều khiển bao gồm nhiều module như: điều khiển kết
55
nối ATM, điều khiển kết nối IP/MPLS, v
Feature
AIN or CS-x
COPS COPS
SIP SIP
Controllers Controllers
Controllers
PTS
ISDN xDSL ATM
BICC or SIP
SS7
SS7
Access Router
……
SS7
POTS
NB
NB
ISDN ISDN
Trunk Gateway Trunk Gateway
Access Gateway
xDSL
PSTN
ATM ……
Mạng lõi ATM/IP/MPLS
56
Kết nối và điều khiển các phần tử trong mạng NGN Kết nối và điều khiển các phần tử trong mạng NGN
Vai trò của điều khiển kết nối trong NGN 3.1. 3.1. Vai trò của điều khiển kết nối trong NGN
Tổ chức điều khiển kết nối: Tổ chức điều khiển kết nối:
- Các thiết bị của lớp truyền tải và truy nhập được điều khiển và kết nối
thông qua giao diện API.
- Các ứng dụng và dịch vụ cho khách hàng được điều khiển bằng các máy - Các ứng dụng và dịch vụ cho khách hàng được điều khiển bằng các máy
chủ độc lập với mạng truyền tải.
- Các bộ điều khiển như IP/MPLS Controller, ATM/SVC Controller,
Voice/SS7 Controller được đặt tương ứng với vị trí của các nút lõi (core) tại
các vùng lưu lượng chính.
- Việc tổ chức kết nối các mạng hiện thời (PSTN, PLMN, Internet, v) được - Việc tổ chức kết nối các mạng hiện thời (PSTN, PLMN, Internet, v) được
thực hiện thông qua các cổng phương tiện (MG).
- Giao thức điều khiển sử dụng là MGCP hoặc Megaco/H.248.
- Các thiết bị Softswitch hay MGC trên mạng được kết nối với nhau qua
57
kênh báo hiệu BICC hoặc SIP.
SG
SG
Hệ thèng qu¶n lý m¹ng
Corba, SNMP, API,PINT
SS7 link
C7/IP Sigtran
C7/IP Sigtran
SS7 link
BICC Sigtran BICC Sigtran
Softswitch MGC
Softswitch MGC
STP
STP
H.248/Megaco Sigtran
H.248/Megaco Sigtran
PSTN
PSTN
MG
MG
M¹ng IP (ATM, MPLS)
ATM
ATM
Kªnh Trung kÕ
Kªnh Trung kÕ
ISDN
ISDN
xDSL
xDSL
BBB
BBBBB
Nót truy nhËp, MG
Nót truy nhËp, MG
58
Cấu trúc và các giao thức điều khiển báo hiệu trong mạng NGN Cấu trúc và các giao thức điều khiển báo hiệu trong mạng NGN
Hoạt động của hệ thống chuyển mạch mềm 3.2. 3.2. Hoạt động của hệ thống chuyển mạch mềm
Mô hình hệ thống: Mô hình hệ thống:
C¸c øng dông
HÖ thèng Qu¶n lý
M¹ng b¸o hiÖu SS7
HÖ thèng TÝnh c−íc
ChuyÓn m¹ch mÒm
MGCP
Megac o
IP
IP
M¹ng gãi (Packet Network)
ATM
T D M
ATM
T D M
Media Gatewa y
Media Gatewa y
59
60
Các chức năng MGC Các chức năng MGC
Các chức năng MGC Các chức năng MGC
F (Application Server Function) ASAS--F (Application Server Function)
- Là thực thể thi hành các ứng dụng, có nhiệm vụ chính là cung cấp các
logic dịch vụ và thi hành một hay nhiều ứng dụng/dịch vụ.
F (Media Server Function) MSMS--F (Media Server Function)
- Cung cấp các dịch vụ tăng cường cho xử lý cuộc gọi.
- Hoạt động như một máy chủ để xử lý các yêu cầu từ AS-F hoặc MGC-F.
F (Media Gateway Control Function) MGCMGC--F (Media Gateway Control Function)
- Cung cấp logic cuộc gọi và tín hiệu báo hiệu xử lý cuộc gọi cho một hay
nhiều Media Gateway. nhiều Media Gateway.
F (Call Agent Function) CACA--F (Call Agent Function)
- Là một phần chức năng của MGC-F. Thực thể này được kích hoạt khi
61
MGC-F thực hiện việc điều khiển cuộc gọi.
Các chức năng MGC Các chức năng MGC
F (Interworking Function) IWIW--F (Interworking Function)
- Là một phần chức năng của MGC-F.
- Được kích hoạt khi MGC-F thực hiện các báo hiệu giữa các mạng báo
hiệu khác nhau. hiệu khác nhau.
F (Routing Function) RR--F (Routing Function)
- Cung cấp thông tin định tuyến cho MGC-F.
F (Accounting Function) AA--F (Accounting Function)
- Cung cấp thông tin dùng cho việc tính cước.
F (Signaling Gateway Function) SGSG--F (Signaling Gateway Function) SGSG--F (Signaling Gateway Function) F (Signaling Gateway Function)
- Dùng để chuyển các thông tin báo hiệu của mạng PSTN qua mạng IP.
F (Media Gateway Function) MGMG--F (Media Gateway Function)
- Dùng để chuyển thông tin từ định dạng truyền dẫn này sang định dạng
62
truyền dẫn khác.
IAM
IAM
Nhấc máy, nhấn số
CRCX
OK
Invite
CRCX
OK
IAM
IAM
Rung chuông
ACM
ACM
183
ACM
ACM
ANM ANM
Ringback tone tone
ANM ANM
Nhấc máy Nhấc máy trả lời
200
MDCX
OK
ACK
ANM
ANM
Thông tin thoại
Đàm thoại
Đàm thoại
SS7
SIGTRAN
SIP
MGCP
63
Quá trình xử lí cuộc gọi Quá trình xử lí cuộc gọi
3.3. Một số giao thức điều khiển báo hiệu điển hình 3.3. Một số giao thức điều khiển báo hiệu điển hình
(cid:1)(cid:1) H.323H.323
(cid:1)(cid:1) SIP (Session Initiation Protocol); SIP (Session Initiation Protocol);
(cid:1)(cid:1) SIGTRAN (Signaling Transport); SIGTRAN (Signaling Transport);
(cid:1)(cid:1) MGCP (Media Gateway Control Protocol); MGCP (Media Gateway Control Protocol);
(cid:1)(cid:1) Megaco/H.248; Megaco/H.248;
64
(cid:1)(cid:1) BICC (Bearer Independent Call Control). BICC (Bearer Independent Call Control).
65
Vị trí và mối quan hệ giữa các giao thức trong mạng NGN Vị trí và mối quan hệ giữa các giao thức trong mạng NGN
PHẦN 2: CÔNG NGHỆ VoIP
(cid:1) GIỚI THIỆU CHUNG VỀ VoIP
(cid:1) CÁC KỸ THUẬT HỖ TRỢ VoIP
(cid:1) CÁC GIAO THỨC SỬ DỤNG TRONG VoIP
(cid:1) HIỆN TRẠNG TRIỂN KHAI VoIP
1
1. 1. GiớiGiới thiệu
thiệu chung
chung vềvề VoIPVoIP
(cid:1)(cid:1) Sự ra đời và phát triển của VoIP Sự ra đời và phát triển của VoIP
(cid:1)(cid:1) Ưu nhược điểm của VoIP
Ưu nhược điểm của VoIP so với điện thoại thông
thường so với điện thoại thông thường
(cid:1)(cid:1) Các loại hình dịch vụ VoIP Các loại hình dịch vụ VoIP
(cid:1)(cid:1) Các mô hình triển khai dịch vụ VoIP Các mô hình triển khai dịch vụ VoIP
2
Sự phát triển của VoIP Sự phát triển của VoIP
Lợi nhuận từ mạng IP Lợi nhuận từ mạng IP
Lợi nhuận từ PSTN Lợi nhuận từ PSTN
KÕtKÕt nnèèii ISDNISDN KÕtKÕt nnèèii ISDNISDN
ADSL ADSL ADSL ADSL
FTTx FTTx FTTx FTTx
2001 2001
20xx 20xx
2005 2005
1998 1998
PSTN PSTN
PSTN PSTN
IP-NW IP-NW
IP-NW IP-NW
PSTN PSTN
IP-NW IP-NW
Giảm phát triển PSTNPSTN Giảm phát triển PSTNPSTN
Dịch vụ băng rộng Dịch vụ băng rộng ((VoIPVoIP, , OO)) ((VoIPVoIP, , OO))
ISDNISDN ISDNISDN ADSL ADSL ADSL ADSL FTTx FTTx FTTx FTTx
Các tổng đài cũ dần Các tổng đài cũ dần ((cần phải thay thế)) ((cần phải thay thế))
Liên kết PSTN Liên kết PSTN
PSTN -- IPIP--NWNW PSTN -- IPIP--NWNW
3
Ưu nhược điểm của VoIP Ưu nhược điểm của VoIP
(cid:1) Ưu điểm
(cid:2) Giảm cước dịch vụ điện thoại đường dài; (cid:2) Cho phép thực hiện nhiều cuộc gọi hơn, giảm độ rộng băng thông
cho mỗi kết nối;
(cid:2) Hỗ trợ thêm nhiều dịch vụ bổ sung khác và giúp triển khai các dịch
vụ mới nhanh chóng, dễ dàng và tự động;
(cid:2) Sử dụng hiệu quả nhất những ưu thế của giao thức IP là tính mềm
(cid:1) Nhược điểm
dẻo và dễ dàng tương thích;
(cid:2) Giao thức IP là không tin cậy và không hỗ trợ QoS; (cid:2) Thời gian trễ truyền trên mạng có thể vượt quá giới hạn cho phép
làm ảnh hưởng đến chất lượng thoại;
(cid:2) Độ trễ không đồng nhất giữa các gói tin gây ra hiện tượng Jitter
4
(biến động trễ);
Dịch vụ VoIP và triển khai
(cid:1) Các loại hình dịch vụ VoIP
(cid:2) Thoại thông minh (cid:2) Dịch vụ điện thoại Web (cid:2) Truy nhập các trung tâm trả lời điện thoại (cid:2) Truy nhập các trung tâm trả lời điện thoại (cid:2) Dịch vụ fax qua IP (cid:2) Dịch vụ tính cước cho thuê bao bị gọi (cid:1) Các mô hình triển khai dịch vụ VoIP
(cid:2) VoIP cho khách hàng là người dùng đầu cuối (cid:3) Mô hình cung cấp VoIP đường dài (cid:3) Mô hình cung cấp VoIP đường dài (cid:3) Mô hình cung cấp VoIP quốc tế (cid:2) VoIP cho khách hàng doanh nghiệp
5
(cid:3) Mô hình mạng tích hợp, cung cấp cả thoại và dữ liệu (cid:3) Mạng sử dụng kết hợp IP và DSL hỗ trợ truyền thông
Mô hình mạng hỗ trợ VoIP đường dài
6
Mô hình mạng doanh nghiệp truyền thống
7
Mô hình mạng doanh nghiệp tích hợp
8
Mạng doanh nghiệp sử dụng DSL và IP hỗ trợ truyền thông
9
2. 2. CácCác kĩkĩ thuật
thuật hỗhỗ trợtrợ VoIPVoIP
(cid:1)(cid:1) Xử lý số tín hiệu thoại Xử lý số tín hiệu thoại
(cid:1)(cid:1) Đóng gói tín hiệu thoại Đóng gói tín hiệu thoại
(cid:1)(cid:1) Khử tiếng vọng Khử tiếng vọng
(cid:1)(cid:1) Các kỹ thuật đảm bảo QoS Các kỹ thuật đảm bảo QoS
10
Xử lý số tín hiệu thoại 22..11. . Xử lý số tín hiệu thoại
(cid:1) Các phương pháp mã hóa thoại
(cid:1) Mã hóa tín hiệu thoại tốc độ thấp (cid:1) Mã hóa tín hiệu thoại tốc độ thấp
(cid:1) Chuẩn mã hoá G.729
(cid:1) Chuẩn mã hoá G.729A
(cid:1) Chuẩn mã hoá G.729B
(cid:1) Chuẩn mã hoá G.723.1
11
Các phương pháp mã hóa thoại
(cid:1) Mã hóa dạng sóng (cid:2) Nguyên lý:
(cid:3) Mã hoá dạng của tín hiệu tương tự (cid:3) Tại phía phát, bộ mã hóa sẽ nhận các tín hiệu tương tự liên tục (cid:3) Tại phía phát, bộ mã hóa sẽ nhận các tín hiệu tương tự liên tục
và mã hoá thành tín hiệu số trước khi truyền đi.
(cid:3) Tại phía thu sẽ làm nhiệm vụ ngược lại để khôi phục tín hiệu
tương tự từ luồng số thu được.
(cid:2) Tính chất:
(cid:3) Nếu không có lỗi truyền dẫn thì dạng sóng của tiếng nói khôi
phục sẽ giống với dạng sóng tiếng nói gốc.
(cid:3) Nếu người nghe nhận được một bản sao dạng sóng của tiếng
nói gốc thì chất lượng âm thanh sẽ rất trung thực.
12
(cid:3) Trong thực tế quá trình mã hoá có thể sinh ra tạp âm lượng tử (méo dạng sóng), tuy nhiên nó không ảnh hưởng nhiều đến chất lượng tiếng nói thu được.
Các phương pháp mã hóa thoại
(cid:1) Mã hóa dạng sóng (tiếp)
(cid:2) Ưu điểm:
(cid:3) Đơn giản, (cid:3) Giá thành thiết kế rẻ, (cid:3) Giá thành thiết kế rẻ, (cid:3) Độ trễ và công suất tiêu thụ thấp.
(cid:2) Nhược điểm:
(cid:3) Không tạo được tiếng nói chất lượng cao tại tốc độ bit thấp
(dưới 16 kb/s).
(cid:2) Ví dụ:
(cid:3) Điều chế xung mã (PCM), (cid:3) Điều chế xung mã (PCM), (cid:3) Điều chế xung mã thích ứng vi sai (ADPCM).
(cid:2) Ứng dụng:
13
(cid:3) Mã hóa các tín hiệu báo hiệu, (cid:3) Mã hóa tín hiệu tương tự ở giải tần âm thanh, ...
Các phương pháp mã hóa thoại
(cid:3) Mã hóa theo kiểu phát âm (vocoder), trong đó cơ chế tạo ra tiếng nói
được mô tả bằng một số tham số độc lập.
(cid:3) Các tham số này đóng vai trò là tín hiệu mang thông tin và được (cid:3) Các tham số này đóng vai trò là tín hiệu mang thông tin và được
truyền đến máy thu.
(cid:3) Tại đầu thu, bộ giải mã sẽ mô hình hóa cơ quan phát âm và sử dụng
các tham số nhận được để tổng hợp lại tiếng nói.
(cid:2) Đặc điểm:
(cid:3) Giả thiết rằng:
Tín hiệu tiếng nói bao gồm âm hữu thanh và vô thanh,
• • Cơ chế tạo tiếng nói gồm có nguồn kích thích và bộ lọc để phát âm. (cid:3) Đối với âm hữu thanh: nguồn kích thích là một dãy xung tuần hoàn (cid:3) Đối với âm hữu thanh: nguồn kích thích là một dãy xung tuần hoàn (cid:3) Đối với âm vô thanh: nguồn kích thích là một nguồn tạp âm ngẫu nhiên (cid:3) Các bộ vocoder phân tích tín hiệu dựa trên mô hình phát âm và lấy ra
một tập các tham số nguồn-lọc, mã hóa chúng và phát đi.
(cid:3) Bộ giải mã sử dụng mô hình phát âm tương tự, kết quả tổng hợp tiếng
nói phụ thuộc vào tập các tham số nhận được.
14
(cid:1) Mã hóa nguồn (cid:2) Nguyên lý:
Các phương pháp mã hóa thoại
(cid:3) Có nhiều cách để kích thích cơ quan phát âm (cid:3) Mô hình đơn giản:
• Giả thiết nguồn và bộ lọc là độc lập với nhau. • Giả thiết nguồn và bộ lọc là độc lập với nhau.
• Chỉ có một điểm kích thích trong toàn bộ giai đoạn lên giọng (dù là âm hữu
thanh hay vô thanh).
• Cho chất lượng tiếng nói không cao.
(cid:3) Mô hình kích thích đa xung:
• Dù là âm hữu thanh hay vô thanh, là giai đoạn lên giọng hay không, sự
kích thích được mô hình hóa bằng một số xung (4 xung/5 ms);
• Các xung có biên độ và vị trí được xác định bởi việc cực tiểu hóa sai lệch, • Các xung có biên độ và vị trí được xác định bởi việc cực tiểu hóa sai lệch, có tính đến trọng số thụ cảm giữa tiếng nói gốc và tiếng nói tổng hợp.
Là mô hình đầu tiên của thế hệ các bộ mã hóa phân tích-tổng hợp.
•
• Cho tiếng nói chất lượng cao với tốc độ bit 10 kb/s (có thể đạt 4.8 kb/s).
•
Tín hiệu kích thích được tối ưu hóa dựa trên sự sai lệch giữa tiếng nói gốc và tiếng nói tổng hợp.
15
(cid:1) Mã hóa nguồn (tiếp) (cid:2) Cách xây dựng:
Các phương pháp mã hóa thoại
(cid:2) Nguyên lý:
(cid:3) Kết hợp hai loại mã hóa nhằm đạt chất lượng tiếng nói cao và tốc độ
bit thấp.
(cid:3) Sử dụng kĩ thuật của vocoder để phân tích-tổng hợp tiếng nói. (cid:3) Sử dụng kĩ thuật của vocoder để phân tích-tổng hợp tiếng nói. (cid:3) Tín hiệu được số hóa bởi các bộ DSP chuyên dụng.
(cid:2) Đặc điểm:
(cid:3) Có thể sử dụng phương pháp mã hóa dự đoán tuyến tính LPC (Linear
Predictive Coding) kết hợp với mã hóa dạng sóng của tín hiệu. (cid:3) Sử dụng sơ đồ mã hóa với mạch vòng hồi tiếp. Tín hiệu sau khi mã hóa được dùng để tái tạo lại dạng sóng và so sánh với tín hiệu gốc. (cid:3) Kết quả so sánh được dùng để tối ưu hóa các tham số mã hóa nhằm
đạt sự trùng hợp tối đa giữa tín hiệu gốc và tín hiệu mã hóa. (cid:3) Yêu cầu năng lực tính toán cao, tạo thêm thời gian trễ xử lí. (cid:3) Công nghệ DSP phát triển có thể khắc phục được những vấn đề này. (cid:3) Đang ngày càng phổ biến và ứng dụng rộng rãi trong các thiết bị VoIP.
16
(cid:1) Mã hóa lai ghép (hybrid)
Mã hoá sử dụng kĩ thuật dự đoán tuyến tính
(cid:1) Nguyên lý và đặc điểm:
(cid:2) LP (Linear Predictive) - dự đoán tuyến tính. (cid:2) Tín hiệu đầu vào là dãy các giá trị biên độ đã được số hóa, nhưng giải thuật mã hóa
không ứng dụng với từng giá trị số mà với từng khối xác định.
(cid:2) Với mỗi khối sẽ tính toán các tham số đặc trưng như tần số, biên độ, ... (các tham số
này được truyền đi trên mạng).
(cid:2) Yêu cầu năng lực xử lí cao và làm tăng thời gian trễ do các giá trị biên độ cần được
tích lũy thành khối trước khi qua xử lí mã hóa.
(cid:1) Họ CELP:
(cid:2) CELP (Code Excited Linear Predictive) - phương pháp kích thích theo mã. (cid:2) Có tốc độ bit thường từ 16 tới 4.8 kb/s. (cid:2) Bao gồm một số thuật toán được cải tiến từ CELP cơ sở:
(cid:3) (cid:3)
ACELP (Algebraic CELP) – Dự đoán tuyến tính kích thích theo mã đại số; ACELP (Algebraic CELP) – Dự đoán tuyến tính kích thích theo mã đại số;
LD-CELP (Low Delay CELP) – CELP trễ thấp;
(cid:3) (cid:3) CS-CELP (Conjugate Structure CELP) – CELP cấu trúc liên hợp; (cid:3) CS-ACELP (Conjugate Structure Algebraic CELP) – CELP đại số cấu trúc liên
hợp.
(cid:2) Ví dụ: G.723, G.723.1, G.728, G.729, G.729A, G.729B.
17
Một số chuẩn mã hoá thoại của ITU-T
Kích thước gói
Bộ mã hóa
(bytes)
Băng thông (tính cả tiêu đề)
Tốc độ đỉnh (kb/s)
Hệ số nén (so với PCM/STM)
40 (5ms)
142.4 kb/s
0.45
64 64
G.711 (PCM) (PCM)
160 (20ms)
83.6 kb/s
0.77
20 (5ms)
110.4 kb/s
0.58
32
80 (20ms)
51.6 kb/s
124
G.726/G.72 7 (ADPCM)
10 (5ms)
94.4 kb/s
0.68
16
G.728 (LD-CELP)
40 (20ms) 40 (20ms)
35.6 kb/s 35.6 kb/s
18 18
5 (5ms)
86.4 kb/s
0.74
8
20 (20ms)
27.6 kb/s
2.32
G.729 (CS- ACELP)
4 (5ms)
83.5 kb/s
0.77
G.723.1
6.3
16 (20ms)
25.6 kb/s
2.5
18
Chuẩn mã hoá G.729
19
(cid:2) Bộ mã hóa CS-ACELP (G.729)
Chuẩn mã hoá G.729
Bảng mã cố Bảng mã cố định
Bộ xử lý sau
Gc
+
Bộ lọc ngắn hạn
Bảng mã thích ứng
Gp
20
(cid:2) Bộ giải mã CS-ACELP (G.729)
Chuẩn mã hoá G.729B
21
(cid:2) Sơ đồ mã hóa/giải mã thoại sử dụng VAD
Đóng gói tín hiệu thoại
(cid:1) Mô hình hệ thống truyền thông thoại gói
22
Đóng gói tín hiệu thoại
(cid:1) Ví dụ đóng gói khung thoại VoIP
23
Các kỹ thuật đóng gói
(cid:1) Đóng gói từng khung thoại của mỗi cuộc gọi
Cuộc gọi 1
UDP
RTP
Thoại
IP
Cuộc gọi 2
UDP
RTP
Thoại
IP
Dòng gói VoIP tới mạng
Cuộc gọi 3
UDP
RTP
Thoại
IP
}...
Cuộc gọi n
IP
UDP
RTP
Thoại
24
Các kỹ thuật đóng gói
(cid:1) Đóng gói nhiều khung thoại của cùng một cuộc gọi
25
Các kỹ thuật đóng gói
(cid:1) Đóng gói nhiều khung thoại của nhiều cuộc gọi
26
2.3. Khử tiếng vọng
(cid:1) Khái niệm
(cid:2) Tiếng vọng (echo) là hiện tượng người đàm thoại nghe thấy giọng nói của mình sau
một khoảng thời gian trễ nào đó.
(cid:2) Nguyên nhân là do một phần năng lượng của tín hiệu truyền đi được phản hồi lại về
người nói.
(cid:2) Sự phản hồi xảy ra ở bộ chuyển đổi 2 dây – 4 dây (có tiếng vọng khi trễ hai chiều từ
người nói tới bộ chuyển đổi là đủ lớn).
(cid:2) Trong mạng VoIP tiếng vọng có thể được tạo ra bởi mạch lai ghép và được truyền
theo đường vòng (round-trip).
(cid:2) Trễ tích lũy qua các quá trình xử lý (mã hoá/giải mã, đóng/tách gói) và truyền dẫn
cũng có thể gây ra hiện tượng tiếng vọng.
(cid:2) Tiếng vọng càng lớn và kéo dài thì làm cho người đàm thoại càng khó chịu.
(cid:1) Bộ khử tiếng vọng (cid:1) Bộ khử tiếng vọng
(cid:2) Khử tiếng vọng cần giải quyết để cải thiện chất lượng cuộc thoại VoIP. (cid:2) Xây dựng trong các bộ mã hóa/giải mã, điều khiển dựa trên DSP; (cid:2) Trong một số trường hợp, có thể thực hiện bằng phần mềm. (cid:2) Nguyên tắc: lưu ảnh ngược của tiếng người nói trong một khoảng thời gian, sau đó
lắng nghe âm thanh đến từ đầu dây bên kia và trừ đi thành phần này.
27
Hệ thống thoại gói sử dụng bộ khử tiếng vọng
28
2.4. Các kĩ thuật đảm bảo QoS
(cid:1) Kiểm soát trễ đầu cuối đến đầu cuối
(cid:1) Bộ đệm Jitter (cid:1) Bộ đệm Jitter
(cid:1) Xử lí mất gói
(cid:1) Sử dụng hiệu quả băng thông
(cid:1) Các mô hình dịch vụ QoS
29
Kiểm soát trễ đầu cuối đến đầu cuối
(cid:2) Là khoảng thời gian từ khi người nói phát ra một từ cho tới khi người nghe
thực sự nghe được từ đó.
(cid:1) Trễ ETE (End to End)
(cid:2) Từ 0 đến 150 ms: có thể chấp nhận được; (cid:2) 150 ms: có thể xuất hiện tiếng vọng nhưng không làm giảm tính tương tác
giữa những người đàm thoại;
(cid:2) Trong khoảng 200 ms – 400 ms: tính tương tác sẽ thấp hơn nhưng vẫn có
thể chấp nhận được;
(cid:2) Lớn hơn 400 ms: việc đàm thoại sẽ rất khó khăn và không chấp nhận được.
30
(cid:1) Cảm nhận của người nghe đối với trễ ETE:
Jitter (biến động trễ)
(cid:1) Khái niệm Jitter
Thêi gian
20 ms
20 ms
20 ms
P1
P2
P3
P4
Thêi gian ®Õn mong muèn mong muèn
32 ms
8 ms
25 ms
P1
P2
P3
P4
Thêi gian ®Õn thùc tÕ
(cid:2) Jitter là hiện tượng các gói đến đích với độ trễ khác nhau. (cid:2) Thời gian đến mong đợi là giá trị trung bình của một lượng lớn các mẫu giá trị trễ từ nút nguồn tới nút đích trong điều kiện tải trên mạng bình thường. trị trễ từ nút nguồn tới nút đích trong điều kiện tải trên mạng bình thường.
(cid:1) Nguyên nhân Jitter
(cid:2) Các gói truyền trong mạng theo những đường khác nhau, do đó có trễ nối
tiếp khác nhau;
(cid:2) Tình trạng mạng liên tục biến động (thay đổi băng thông khả dụng, tắc
nghẽn hay sự cố liên kết, ...).
31
Bộ đệm Jitter
(cid:1) Nguyên lí:
(cid:2) Sử dụng bộ đệm để lưu các gói VoIP đến với độ trễ khác nhau; (cid:2) Các mẫu thoại sau đó được lấy ra với tốc độ ổn định để tạo ra cảm giác độ
trễ không thay đổi;
(cid:2) Điều này giúp duy trì tính thời gian thực và sống động của tín hiệu thoại. (cid:2) Điều này giúp duy trì tính thời gian thực và sống động của tín hiệu thoại.
(cid:1) Yêu cầu:
(cid:2) Xác định được độ trễ của gói trong hành trình qua mạng; (cid:2) Xác định độ trễ chuẩn cho bộ đệm Jitter.
(cid:1) Ví dụ sử dụng bộ đệm Jitter
32
Xử lí mất gói
(cid:2) IP là mạng phi kết nối, mỗi gói thoại VoIP có thể tới đích theo nhiều tuyến
khác nhau. Điều này làm tăng khả năng các gói bị mất.
(cid:2) Các gói thoại có thể bị mất do mạng bị quá tải hay tắc nghẽn (liên kết bị lỗi,
tràn bộ đệm ở các bộ định tuyến, ...). tràn bộ đệm ở các bộ định tuyến, ...).
(cid:2) Thông thường, nếu các gói bị mất vượt quá 10% thì không thể chấp nhận
được. (cid:1) Xử lí mất gói
(cid:2) Do đặc tính nhạy cảm với thời gian thực của tín hiệu thoại, cơ chế truyền lại
gói bị mất của TCP là không phù hợp.
(cid:2) Để đối phó với việc mất các gói thoại có thể áp dụng các phương pháp:
(cid:3) Thay thế gói bị mất bằng các mẫu khoảng lặng hay gói vừa nhận được
đúng gần nhất. đúng gần nhất.
• Đây là phương pháp đơn giản để điền đầy vào khoảng thời gian giữa các
khung thoại không liên tục.
• Kĩ thuật này chỉ làm việc tốt khi sự mất gói là không thường xuyên.
(cid:3) Dùng phương pháp nội suy gói để tạo lại gần đúng gói bị mất.
33
(cid:1) Hiện tượng mất gói
Sử dụng hiệu quả băng thông
(cid:1) Ý nghĩa
(cid:2) Các gói thoại yêu cầu tính liên tục theo luồng và đòi hỏi băng thông
khả dụng của các liên kết phải luôn đáp ứng được. khả dụng của các liên kết phải luôn đáp ứng được.
(cid:2) Việc thiếu băng thông sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến sự suy giảm chất
lượng dịch vụ của VoIP.
(cid:2) Vì vậy, vấn đề sử dụng băng thông một cách hiệu quả có ý nghĩa rất
(cid:1) Biện pháp giảm nhu cầu băng thông
quan trọng.
34
(cid:2) Triệt khoảng lặng (cid:2) Nén tiêu đề RTP
Triệt khoảng lặng
(cid:1) Ý nghĩa
(cid:2) Trong một cuộc đàm thoại hai chiều có khoảng 60% thời gian là khoảng lặng. (cid:2) Việc triệt bỏ khoảng lặng cho phép tiết kiệm được băng thông một cách đáng kể.
(cid:1) Bài toán và giải pháp
(cid:2) Phát hiện hoạt động thoại
(cid:3) Làm thế nào xác định được tín hiệu âm thanh sau một khoảng lặng nào đó. (cid:3) Để giải quyết, trong các sơ đồ mã hóa/giải mã thoại sử dụng bộ phát hiện thoại
VAD. (cid:2) Độ ồn nền
(cid:3) Khi các gói khoảng lặng bị loại, người nghe sẽ có cảm giác âm thanh không thật. (cid:3) Để khắc phục, người ta cố tình tạo ra một độ ồn nền phù hợp nhất định. (cid:3) Quá trình tạo độ ồn nền được gọi là CNG (Comfort Noise Generation).
(cid:1) Các kĩ thuật CNG (cid:1) Các kĩ thuật CNG
(cid:2) Tạo ra một tín hiệu nhiễu trắng với âm lượng thấp
(cid:3) Người đàm thoại sẽ dễ dàng nhận ra tính nhân tạo của độ ồn nền này.
(cid:2) Lưu lại một số mẫu khoảng lặng ở đầu cuộc đàm thoại
(cid:3) Những mẫu này không bị loại và được truyền qua mạng. (cid:3) Tại đầu thu chúng được sử dụng để tạo ra độ ồn nền giống như thật nhằm làm
tăng tính sống động của cuộc đàm thoại.
35
Nén tiêu đề RTP
(cid:2) Khi đóng gói các khung thoại vào gói tin IP thì phải thêm các tiêu đề IP, UDP và RTP. Tổng số byte tiêu đề có thể chiếm lượng băng thông phụ tương đối lớn.
(cid:2) Ví dụ, khi sử dụng G.729 (8 kb/s), khung thoại 20 byte phải bổ sung thêm 40 (cid:2) Ví dụ, khi sử dụng G.729 (8 kb/s), khung thoại 20 byte phải bổ sung thêm 40
byte tiêu đề IP/UDP/RTP.
(cid:2) Như vậy, lượng bit tiêu đề tổng cộng gấp đôi lượng bit tải tin và yêu cầu
băng thông lên tới 24 kb/s.
(cid:1) Ý nghĩa
(cid:2) Còn gọi là compressed RTP (cRTP, RFC 2508); (cid:2) Sử dụng kỹ thuật giống như nén tiêu đề TCP, cho phép nén 40 byte tiêu đề
IP/UDP/RTP xuống còn từ 2 đến 4 byte.
36
(cid:1) Cơ chế nén tiêu đề RTP
Các mô hình dịch vụ QoS
(cid:2) Kết hợp các cơ chế QoS trong mạng IP nhằm hỗ trợ các dịch vụ như VoIP. (cid:2) Tổ chức có nhiều đóng góp: IETF với hai mô hình IntServ và DiffServ.
(cid:1) Xu hướng
(cid:2) Sử dụng các gói có cấp ưu tiên khác nhau để làm tăng hiệu quả xếp hàng (cid:2) Sử dụng các gói có cấp ưu tiên khác nhau để làm tăng hiệu quả xếp hàng
trong các bộ định tuyến.
(cid:2) Sử dụng trường ToS trong IPv4 hoặc DS trong IPv6 để chỉ định PHB, giúp cho các gói tin nhạy cảm thời gian thực như VoIP được ứng xử ưu tiên hơn.
(cid:1) DiffServ
(cid:2) Sử dụng giao thức RSVP để đảm bảo QoS từ đầu cuối tới đầu cuối; (cid:2) Dự phòng băng thông để thỏa mãn yêu cầu QoS của các gói tin thời gian
thực; thực;
(cid:2) Đặc biệt hữu ích trong các mạng đường trục.
(cid:1) IntServ
(cid:2) Hỗ trợ QoS từ đầu cuối tới đầu cuối; (cid:2) Diễn đàn MPLS đã đưa ra bản thỏa thuận hỗ trợ truyền thoại thời gian thực
qua MPLS (VoMPLS).
37
(cid:1) MPLS
3. Các giao thức sử dụng trong VoIP
(cid:1) Tổng quan về các giao thức hỗ trợ truyền thoại qua mạng IP
(cid:1) Hệ thống VoIP dựa trên H.323 (cid:1) Hệ thống VoIP dựa trên H.323
(cid:1) Hệ thống VoIP dựa trên SIP
(cid:1) Hệ thống VoIP sử dụng báo hiệu lai ghép
(cid:1) ENUM và vấn đề đánh số trong VoIP
38
Các loại giao thức sử dụng trong VoIP
(cid:1) Giao thức IP:
(cid:2) Hỗ trợ cả phương thức truyền dẫn gói tin cậy và không tin cậy; (cid:2) IPv4 là phiên bản được sử dụng rộng rãi trên toàn thế giới; (cid:2) IPv6 giải quyết tốt hơn vấn đề bảo mật, khắc phục giới hạn không gian địa chỉ.
(cid:1) Các giao thức lớp vận chuyển:
(cid:2) TCP (RFC 793) (cid:2) TCP (RFC 793)
(cid:3) Tin cậy, sử dụng cho báo hiệu, thỏa thuận tham số, thiết lập/điều khiển kết nối. (cid:3) Ví dụ: H.225, H.245 và DNS sử dụng TCP làm giao thức vận chuyển.
(cid:2) UDP (RFC 768)
(cid:3) Không tin cậy, thích hợp cho việc truyền lưu lượng từ các nguồn tạo thông tin
thời gian thực.
(cid:3) Ví dụ: H.225, DNS, RTP và RTCP có thể sử dụng UDP làm giao thức vận
chuyển.
(cid:1) Các giao thức hỗ trợ việc truyền tải gói tin theo thời gian thực: (cid:1) Các giao thức hỗ trợ việc truyền tải gói tin theo thời gian thực:
(cid:2) RTP, (cid:2) RTCP.
(cid:1) Các giao thức báo hiệu và điều khiển:
(cid:2) giao thức ngang cấp: H.323, SIP, ... (cid:2) Giao thức chủ/tớ: MGCP, H.248/Megaco, ...
39
3.2. Hệ thống VoIP dựa trên H.323
(cid:1) Vùng mạng H.323 và các phần tử
40
Mô hình giao thức H.323 trong mối tương quan với OSI
41
3.2. Hệ thống VoIP dựa trên H.323
(cid:1) Thiết bị đầu cuối H.323
42
3.2. Hệ thống VoIP dựa trên H.323
(cid:1) Mạng H.323 phân cấp và mô hình quản lý của các GK
43
3.2. Hệ thống VoIP dựa trên H.323
(cid:1) Kết nối hệ thống H.323 với các mạng khác
44
3.2. Hệ thống VoIP dựa trên H.323
45
(cid:1) Thiết lập phiên VoIP H.323 giữa hai điện thoại PSTN qua mạng IP
Hệ thống VoIP dựa trên SIP
(cid:1) Các đặc điểm của SIP (Session Initiation Protocol)
(cid:2) Thuộc lớp ứng dụng, được sử dụng để thiết lập, duy trì và kết thúc các phiên đa
phương tiện hay các cuộc gọi qua mạng IP.
(cid:2) Là giao thức client/server, bao gồm tập hợp các yêu cầu được gửi từ SIP client tới
SIP server.
(cid:2) Máy chủ xử lý các yêu cầu này và trả lời ứng dụng khách. (cid:2) Máy chủ xử lý các yêu cầu này và trả lời ứng dụng khách. (cid:2) Một bản tin trả lời cùng với các bản tin liên kết với nó gọi là một giao dịch (SIP
transaction).
(cid:2) SIP sử dụng một số kiểu bản tin và trường mào đầu giống HTTP, xác định thông tin
theo mào đầu cụ thể. (cid:1) Các giao thức sử dụng với SIP
(cid:2) SIP liên kết với SAP (Session Announcement Protocol) và SDP (Session Description
Protocol) để cung cấp một số lượng lớn các dịch vụ VoIP.
(cid:2) SDP bao gồm các thông tin về luồng phương tiện, thuộc tính khả năng của bên nhận, (cid:2) SDP bao gồm các thông tin về luồng phương tiện, thuộc tính khả năng của bên nhận,
địa chỉ đích cho unicast hoặc multicast, cổng UDP, kiểu tải tin, ...
(cid:2) Những đặc điểm của SDP gần giống với những đặc điểm của giao thức H.245. (cid:2) SAP được dùng với SDP để thông báo các mô tả phiên tới người dùng (qua gói tin
UDP).
(cid:2) SIP hỗ trợ việc đánh địa chỉ linh hoạt (có thể là địa chỉ email, URL, hoặc số điện thoại
E.164 của ITU-T).
46
Hệ thống VoIP dựa trên SIP
(cid:1) Các thành phần của hệ thống SIP
SIP Components
Redirect Server
Location Server
Registrar Server
PSTN
User Agent
Gateway
Proxy Server
Proxy Server
47
Hệ thống VoIP dựa trên SIP
(cid:1) Thiết lập phiên VoIP giữa hai đầu cuối SIP qua mạng IP
48
Hệ thống VoIP sử dụng báo hiệu lai ghép
(cid:1) Sử dụng MGCP và H.248/Megaco
Báo hiệu cuộc gọi/Điều khiển định tuyến và Gateway
Ứng dụng
API
Trình diễn (Truyền phương tiện)
Trình diễn
Đánh địa chỉ
DTMF
Mã hóa (G.7xx)
Đánh địa chỉ
Phiên Phiên
DNS DNS
Điều khiển khiển lệnh
Điều khiển giao giao dịch
Quản lí đồng đồng bộ
DNS (RFC 2065, 2136/37) [đầu cuối sử [đầu cuối sử dụng để phát hiện địa chỉ IP của thiết bị]
RTP (RFC 1889) [đánh số trình tự, kiểu gói, timestamp] timestamp] RTCP (RFC 1890) [quan trắc QoS]
UDP (RFC 768)
Giao vận
UDP (in MGCP) TCP/UDP (in H.248/Megaco)
TCP (RFC 793)
49
Hệ thống VoIP sử dụng báo hiệu lai ghép
(cid:1) Kiến trúc mạng VoIP toàn cầu sử dụng báo hiệu lai ghép
50
3.5. ENUM và vấn đề đánh số trong VoIP
(cid:1) Khái niệm
(cid:2) ENUM (E.164 Number Mapping) là hệ thống sử dụng dịch vụ DNS để ánh xạ các số
điện thoại dạng +8448549352 thành các định danh URI (Uniform Resource Identifier).
(cid:2) ENUM cho phép sử dụng hệ thống quản lý phân cấp của DNS. (cid:2) Các thủ tục truy vấn Internet đã phát triển để mở rộng nội dung thông tin chứa trong
cùng một số điện thoại.
(cid:2) Với một số điện thoại ứng với cá nhân nào đó, thông qua các phép truy vấn có thể
tìm được rất nhiều các thông tin liên quan.
(cid:2) Ở đây, hệ thống lưu trữ thông tin là DNS được sửa đổi, phép truy vấn là thủ tục DNS
đã rất phát triển.
(cid:1) Tên miền cho ENUM
(cid:2) Để sử dụng được ENUM cần dành cho nó một tên miền trong hệ thống tên miền cấp
1 trên Internet. 1 trên Internet.
(cid:2) Tên miền cấp 1 được chỉ định để sử dụng thử là .arpa (Address and Routing
Parameter Area), tên miền cấp 2 là e164.arpa và tiếp tục các cấp dưới.
(cid:2) Trong hệ thống tên miền, sử dụng trường dữ liệu NAPTR (Naming Authority Pointer)
để chỉ ra các dịch vụ khác nhau khi kết nối tới một trạm nào đó.
(cid:2) Việc xử lý các trường NAPTR được thực hiện thông qua thuật toán NAPTR.
51
3.5. ENUM và vấn đề đánh số trong VoIP
(cid:2) Để tìm tên miền ứng với một số E.164 nào đó:
(cid:3) Số E.164 được viết dưới dạng đầy đủ, bao gồm cả các mã quốc gia và
mã mạng (vùng), ví dụ: +8448549352;
(cid:3) Bỏ đi dấu “+” ở trước và thêm dấu "." vào giữa các chữ số: (cid:3) Bỏ đi dấu “+” ở trước và thêm dấu "." vào giữa các chữ số:
8.4.4.8.5.4.9.3.5.2
(cid:3) Đảo ngược thứ tự và thêm chuỗi "e164.arpa" vào cuối:
2.5.3.9.4.5.8.4.4.8.e164.arpa
(cid:2) Như vậy, số điện thoại +8448549352 đã trở thành tên miền
2.5.3.9.4.5.8.4.4.8.e164.arpa trên Internet.
(cid:1) Cách chuyển đổi
$ORIGIN 2.5.3.9.4.5.8.4.4.8.e164.arpa
IN NAPTR 10 100 “u” “E2U+sip” “!^.*$!sip:kvt@ptit.edu.vn!” .
IN NAPTR 10 101 “u” “E2U+mailto” “!^.*$!mailto:kvt@ptit.edu.vn!” .
IN NAPTR 10 102 “u” “E2U+http” “!^.*$!http://www.ptit.edu.vn!” .
IN NAPTR 10 103 “u” “E2U+tel” “!^.*$!tel:+84-4-8549352!” .
52
(cid:1) Ví dụ về đăng kí sử dụng dịch vụ:
4. Hiện trạng triển khai VoIP
(cid:1) Hiện trạng triển khai VoIP trên thế giới
(cid:1) Hiện trạng triển khai VoIP ở Việt Nam
53
4.1. Hiện trạng triển khai VoIP trên thế giới
(cid:1) Các mô hình kinh doanh VoIP cơ bản
(cid:2) Mô hình PC-PC dựa trên máy chủ trung tâm
(cid:2) Mô hình P2P không có máy chủ trung tâm
(cid:2) Mô hình nhà cung cấp dịch vụ Internet độc lập
(cid:2) Mô hình Yahoo BB của Nhật Bản
(cid:2) Mô hình nhà kinh doanh dịch vụ truyền hình cáp
54
(cid:2) Mô hình nhà kinh doanh viễn thông
Mô hình VoIP của Skype
55
Giải pháp VoIP cho mạng Intranet của Cisco
56
Giải pháp kết nối giữa mạng VoIP và PSTN của Cisco
57
4.2. Hiện trạng triển khai VoIP ở Việt Nam
(cid:1) Mạng VoIP quốc tế 171
58
4.2. Hiện trạng triển khai VoIP ở Việt Nam
(cid:1) Mạng VoIP Viettel 178
59
Triển khai VoIP trên nền mạng NGN của VNPT
60
PHẦN 3: CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH NHÃN ĐA GIAO THỨC PHẦN 3: CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH NHÃN ĐA GIAO THỨC
22 33 11 44
1
NguyNguyên lý NguyNguyên lý ên lý ên lý hoạt động hoạt động của MPLS MMột số vấn MMột số vấn ột số vấn ột số vấn đề kỹ thuật đề kỹ thuật của MPLS TriTriển khai TriTriển khai ển khai ển khai MPLS trong MPLS trong mạng NGN mạng NGN Giới thiệu Giới thiệu Giới thiệu Giới thiệu chung về chung về MPLSMPLS
11
Giới thiệu chung về MPLS Giới thiệu chung về MPLS
Nhu cầu phát triển MPLS
Khả năng của MPLS
Ưu nhược điểm và ứng dụng của MPLS
Chuẩn hoá MPLS
2
Nhu cầu phát triển MPLS
Sự chồng lấn các công nghệ mạng
C¸c øng dông C¸c øng dông
Hç trî øng dông (UDP/TCP, RTPU) Hç trî øng dông (UDP/TCP, RTPU) IP
MPLS
FR
ATM
S S L L P P M M G G
t t e e n n r r e e h h t t E E
SDH/PDH SDH/PDH
WDM WDM
C¸p ®ång
C¸p quang
GMPLS
3
Nhu cầu phát triển MPLS
(cid:1) MPLS là giải pháp liên kết định tuyến lớp mạng và cơ chế (cid:1) MPLS là giải pháp liên kết định tuyến lớp mạng và cơ chế
hoán đổi nhãn nhằm: (cid:2) Cải thiện hiệu năng định tuyến; (cid:2) Cải thiện tính mềm dẻo của định tuyến trên các mô hình
xếp chồng truyền thống;
(cid:2) Tăng tính mềm dẻo trong quá trình đưa và phát triển các (cid:2) Tăng tính mềm dẻo trong quá trình đưa và phát triển các
loại hình dịch vụ mới.
4
Mục tiêu phát triển MPLS
Các khả năng của MPLS
(cid:1) Hỗ trợ liên kết điểm-điểm và multicast; (cid:1) Làm việc với hầu hết các công nghệ liên kết dữ liệu; (cid:1) Tương thích với hầu hết các giao thức lớp mạng và công nghệ khác
liên quan đến Internet; liên quan đến Internet;
(cid:1) Hoạt động độc lập với các giao thức định tuyến và có khả năng tìm
đường đi linh hoạt dựa vào nhãn cho trước;
(cid:1) Hỗ trợ định tuyến hiện; (cid:1) Có khả năng tạo các luồng băng thông cố định tương tự như kênh ảo
của ATM hay Frame Relay;
5
(cid:1) Cung cấp khả năng điều khiển lưu lượng và QoS; (cid:1) Cung cấp khả năng điều khiển lưu lượng và QoS; (cid:1) Hỗ trợ việc cấu hình quản trị và bảo trì hệ thống (OAM); (cid:1) Hỗ trợ truy nhập máy chủ và VPN; (cid:1) Có thể hoạt động trong mạng phân cấp.
Ưu nhược điểm của MPLS
Ưu điểm
• Tốc độ và độ trễ (cách thức xử lý gói)
• Khả năng mở rộng mạng (kết hợp nhãn) • Khả năng mở rộng mạng (kết hợp nhãn)
• Tính đơn giản (liên kết nhãn, chồng nhãn)
• Sử dụng tài nguyên (kỹ thuật lưu lượng)
• Điều khiển định tuyến (hiện, ràng buộc)
Nhược điểm
• Sự phức tạp trong kết nối
• Khó hỗ trợ QoS xuyên suốt
• Không hiệu quả trong mạng quy mô nhỏ
6
Nguyên lý hoạt động của MPLS
22
Các khái niệm cơ bản
Kiến trúc nút chuyển mạch nhãn Kiến trúc nút chuyển mạch nhãn
Các hoạt động liên quan đến nhãn
Liên kết nhãn với FEC Liên kết nhãn với FEC
Hoạt động của MPLS
7
Các khái niệm và thuật ngữ cơ bản
Các phần tử trong MPLS
Bé ®Þnh tuyÕn chuyÓn Bé ®Þnh tuyÕn chuyÓn m¹ch nh·n (LSR) m¹ch nh·n (LSR)
MiÒn MPLS MiÒn MPLS
(cid:1) ChuyÓn m¹ch nh·n (cid:1) Ph©n phèi nh·n (cid:1) Ph©n phèi nh·n
LER LER
LSR
LER
LSR
LER
LER
LSR
LER
Bé ®Þnh tuyÕn biªn (LER) Bé ®Þnh tuyÕn biªn (LER)
LER
Thµnh phÇn ®iÒu khiÓn MPLS Thµnh phÇn ®iÒu khiÓn MPLS
• Chøc n¨ng ®Þnh tuyÕn líp 3 • D¸n, t¸ch nhn
Thµnh phÇn chuyÓn tiÕp MPLS Thµnh phÇn chuyÓn tiÕp MPLS
8
Các khái niệm và thuật ngữ cơ bản
Nhãn (label)
T¶i
§Öm MPLS
Tiªu ®Ò IP
Tiªu ®Ò líp 2
Là thực thể có độ dài cố định dùng làm cơ cố định dùng làm cơ sở cho việc chuyển tiếp gói tin.
Nh·n (20)
S (1)
TTL (8)
COS (3)
Ngăn xếp nhãn (Label Stack)
• Là tập các nhãn có thứ tự được chỉ • Là tập các nhãn có thứ tự được chỉ
định cho gói.
• Việc xử lý các nhãn trong ngăn xếp
tuân theo một thứ tự nhất định. • Để đơn giản, quá trình xử lý luôn
dựa vào nhãn trên cùng.
9
Các khái niệm và thuật ngữ cơ bản
Đường dẫn chuyển mạch nhãn (LSP – Label Switching Path)
• Là đường đi để gói tin qua mạng chuyển mạch nhãn trọn vẹn từ điểm bắt
đầu dán nhãn đến điểm nhãn bị loại bỏ.
• Tất cả các gói tin có cùng giá trị nhãn sẽ đi trên cùng một đường. Các LSP
được thiết lập trước khi truyền dữ liệu. • Việc thiết lập LSP có thể được thực hiện bằng một trong ba cách là định
tuyến từng chặng, định tuyến hiện hay định tuyến ràng buộc.
Lớp chuyển tiếp tương đương (FEC – Forwarding Equivalence Class)
• Là một nhóm các gói chia sẻ cùng yêu cầu chuyển tiếp qua mạng (được • Là một nhóm các gói chia sẻ cùng yêu cầu chuyển tiếp qua mạng (được
cung cấp cùng một cách chọn đường tới đích).
• Việc gán gói tin vào FEC chỉ được thực hiện một lần khi chúng vào mạng.
• FEC phụ thuộc vào một số yếu tố (địa chỉ IP, kiểu lưu lượng, n). • Dựa trên FEC, nhãn được thoả thuận giữa các LSR từ lối vào tới lối ra, sau
đó được sử dụng để chuyển tiếp lưu lượng qua mạng.
10
Các khái niệm và thuật ngữ cơ bản
Lớp chuyển tiếp tương đương (FEC)
IP IP
IP IP
ATM ATM ATM ATM
MPLS MPLS
MPLS MPLS
ATM ATM ATM ATM
PHY PHY
PHY PHY
PHY PHY
PHY PHY
LSP
LSP
LSP
LSR biªn
LSR biªn
LSR lâi
LSR lâi
iP1 iP1
iP1 iP1
iP1
L3
iP1
L1
iP1
L2
iP2
L3
iP2
iP2
iP2
L1
iP2
L2
11
CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH NHÃN ĐA GIAO THỨC CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH NHÃN ĐA GIAO THỨC
22 33 11 44
12
NguyNguyên lý NguyNguyên lý ên lý ên lý hoạt động hoạt động của MPLS MMột số vấn MMột số vấn ột số vấn ột số vấn đề kỹ thuật đề kỹ thuật của MPLS TriTriển khai TriTriển khai ển khai ển khai MPLS trong MPLS trong mạng NGN mạng NGN Giới thiệu Giới thiệu Giới thiệu Giới thiệu chung về chung về MPLSMPLS
Kiến trúc nút chuyển mạch nhãn
Các thành phần MPLS
MiÒn MPLS MiÒn MPLS
IP 1 L3 IP 1 L3
IP 1 L2 IP 1 L2
IP 2 L3
IP 1 L1
FEC
IP 2 L2
IP 2 L1
IP1
LER
M¹ng truy nhËp
IP1
LSR
IP 2
IP 2
LSR
LER
LSR
M¹ng truy nhËp M¹ng truy nhËp
Thµnh phÇn ®iÒu khiÓn Thµnh phÇn chuyÓn tiÕp
G¸n l-u l-îng vµo FEC
¸nh x¹ FEC Vµo LSP
ChuyÓn tiÕp trªn LSP
Dùa trªn viÖc ph©n tÝch gãi
Hç trî c¸c yªu cÇu FEC 13
Kiến trúc nút chuyển mạch nhãn
Mặt phẳng điều khiển và mặt phẳng chuyển tiếp
Mặt phẳng điều khiển
Giao thức định tuyến IP
Trao đổi thông tin định tuyến
Giao thức phân bổ nhãn
Trao đổi thông tin liên kết nhãn
Mặt phẳng chuyển tiếp
Các gói IP ra
Các gói IP đến
Bảng định tuyến IP
Các gói IP được dán nhán
Cơ sở định tuyến chuyển tiếp nhãn
Các gói được dán nhãn đến
14
Kiến trúc nút chuyển mạch nhãn
Thành phần chuyển tiếp
(cid:3) Dùng nhãn chứa trong gói và thông tin lấy từ bảng cơ sở thông tin nhãn LIB của từng thiết bị LSR để chuyển tiếp gói tin. (cid:3) Bảng chuyển tiếp bao gồm một dãy các mục hay thực thể (entry). (cid:3) Bảng chuyển tiếp bao gồm một dãy các mục hay thực thể (entry). (cid:3) Mỗi mục gồm một nhãn đầu vào và nhiều mục phụ, trong mục phụ chứa một nhãn đầu ra, giao diện ra và địa chỉ bước kế tiếp (cid:3) Các mục phụ có thể có cùng hoặc khác nhãn đầu ra.
Nhãn vào Subentry1 Subentry2
Nhãn vào Nhãn ra Nhãn ra
Giao diện ra Giao diện ra
Địa chỉ kế tiếp Địa chỉ kế tiếp
15
Kiến trúc nút chuyển mạch nhãn
Thành phần chuyển tiếp
Chức năng định tuyến
Thuật toán chuyển tiếp IP truyền thống
Thuật toán chuyển tiếp MPLS
Unicast
Tìm kiếm địa chỉ đích
Unicast với kiểu dịch vụ
Tìm kiếm địa chỉ đích theo kiểu dịch vụ
Trao đổi nhãn
Multicast
Tìm kiếm trên cơ sở địa chỉ nguồn, đích, giao diện đến
• Thành phần chuyển tiếp nhãn sử dụng thuật toán chuyển tiếp đơn dựa trên hoạt động trao đổi nhãn; • Nhãn trong gói tin mang cả ý nghĩa chuyển tiếp và dành trước tài nguyên; • Thành phần chuyển tiếp nhãn có thể hỗ trợ nhiều giao thức lớp mạng cũng như là giao thức lớp liên kết dữ liệu.
16
Kiến trúc nút chuyển mạch nhãn
Thành phần điều khiển
(cid:3) Phân bổ thông tin định tuyến. (cid:3) Chuyển đổi thông tin định tuyến vào bảng chuyển tiếp (cid:3) Chuyển đổi thông tin định tuyến vào bảng chuyển tiếp (cid:3) Tạo liên kết nhãn với lớp chuyển tiếp tương đương (cid:3) Phân bổ thông tin liên kết nhãn.
C¸c giao thøc ®Þnh tuyÕn líp m¹ng
Thñ tôc t¹o liªn kÕt gi÷a nh·n vµ FEC
Thñ tôc ph©n bæ th«ng tin vÒ nh·n liªn kÕt nh·n ®· t¹o t¹o
Duy tr× b¶ng chuyÓn tiÕp
17
Các hoạt động liên quan đến nhãn
Dán nhãn
(cid:1) Nhãn là “một thực thể có chiều dài cố định, được sử dụng để nhận dạng một
FEC, thường chỉ có ý nghĩa cục bộ”.
(cid:1) Nhãn không có cấu trúc bên trong và không trực tiếp mã hóa thông tin của (cid:1) Nhãn không có cấu trúc bên trong và không trực tiếp mã hóa thông tin của
tiêu đề lớp mạng.
(cid:1) Nhãn được gắn vào một gói tin cụ thể sẽ đại diện cho FEC mà gói tin đó
được ấn định.
(cid:1) Một gói có thể có nhiều nhãn, được mang trong ngăn xếp nhãn. Tại mỗi
chặng trong mạng chỉ có nhãn trên cùng được kiểm tra.
(cid:1) Nhãn có thể được đặt trong gói tin theo nhiều cách tuỳ thuộc vào công nghệ
lớp liên kết dữ liệu: (cid:2) ATM và Frame Relay có thể mang nhãn như một phần tiêu đề của lớp
liên kết.
(cid:2) Thông qua một tiêu đề đệm nhỏ “shim”, được chèn vào giữa tiêu đề lớp
mạng và lớp liên kết dữ liệu, cho phép chuyển mạch nhãn hoạt động trên các công nghệ khác nhau như Ethernet, FDDI, Token Ring, PPP, v.v.
18
Các hoạt động liên quan đến nhãn
Tiêu đề đệm MPLS
19
Các hoạt động liên quan đến nhãn
Các loại không gian nhãn
20
Các hoạt động liên quan đến nhãn
Sự duy nhất của nhãn trong không gian nhãn
Không gian nhãn 1-5000
L1
(1)
FEC F
LSR- Rd
LSR- Ru1
L2
FEC F
(2)
LSR- Rd
LSR- Ru2
L
FEC F1
(3)
LSR- Rd
LSR- Ru1
L
FEC F2
(4)
LSR- Rd
LSR- Ru2
21
Các hoạt động liên quan đến nhãn
Sử dụng ngăn xếp nhãn
22
Các hoạt động liên quan đến nhãn
Ví dụ sử dụng ngăn xếp nhãn
23
Các hoạt động liên quan đến nhãn
Duy trì nhãn (Label Retention)
(cid:1) MPLS định nghĩa hai chế độ để duy trì nhãn:
• liên kết nhãn được lưu giữ trong cả nút đường lên và đường xuống
(cid:2) đầy đủ
• chỉ lưu giữ liên kết nhãn tại nút đường xuống
IP
21
IP
14
(cid:2) hạn chế
Hợp nhất nhãn (Label Merging)
IP
24
IP
14
IP
44
IP
14
a
C c
D e
Eb
Bảng chuyển tiếp
OUT
IN
a.21 a.24 a.44
e.14 e.14 e.14
24
Liên kết nhãn với FEC
Tổ hợp FEC
(a)Các FEC riêng biệt cho mỗi tiền tố địa chỉ mỗi tiền tố địa chỉ
Nút vào
n Prefix = 1 FEC
Nút ra
Bảng định tuyến
172.16.10.5/16
172.16.17.3/16
172.16.12.8/16
192.168.14.7/24
(b) Tổ hợp FEC
192.168.14.20/24
25
Liên kết nhãn với FEC
Phân bổ liên kết nhãn
Phân bổ liên kết nhãn không theo yêu cầu
Phân bổ liên kết nhãn theo yêu cầu
26
Hoạt động của MPLS
Hoạt động phân bổ nhãn
Dest
Dest
Intf Out
Intf Out
Intf In 3 3
Label In 0.40 0.40
47.1 1 47.1 1
Intf In 3 3
Label In 0.50 0.50
47.1 1 47.1 1
Label Out 0.40 0.40
1
47.1
Request: 47.1
3
3
2
1
Mapping: 0.40
1
2
47.3
3
47.2
2
27
Hoạt động của MPLS
Hoạt động chuyển gói qua MPLS
Bước 1 – Báo hiệu
4
1
1
MPLS
MPLS
1
MPLS
3
3
3
MPLS
2
MPLS
MPLS
Bước 2 – Dán nhãn
Bước 4 – Tách nhãn
Bộ định tuyến IP
Gói IP
Gói IP dán nhãn
MPLS
Bộ định tuyến MPLS
Bước 3 – Vận chuyển gói dữ liệu
28
Định tuyến trong MPLS
Đường chuyển mạch nhãn LSP
Dest
Dest
Intf Out
Intf Out
Intf In 3
Label In 0.40
47.1 1
Intf In 3 3
Label In 0.50 0.50
47.1 1 47.1 1
Label Out 0.40 0.40
IP 47.1.1.1
1
47.1
3
Dest
3
Intf Out
2
Intf In 3
47.1 1
Label Out 0.50
1
1
2
47.3
3
47.2
2
IP 47.1.1.1 IP 47.1.1.1
29
Định tuyến trong MPLS
Tuyến hiện
Dest
Dest
Intf Out
Intf Out
Intf In 3
Label In 0.40
47.1 1
Intf In 3 3
Label In 0.50 0.50
47.1 1 47.1 1
Label Out 0.40 0.40
D e s t
IP 47.1.1.1
1
47.1
3
3
In tf In 3 3
4 7 .1 .1 4 7 .1
In tf O u t 2 1
L a b e l O u t 1 .3 3 0 .5 0
2
1
1
2
47.3
3
47.2
2
IP 47.1.1.1 IP 47.1.1.1
30
Các chế độ hoạt động
Chế độ tế bào
ATM LSR ®ãng gãi d÷ liÖu trªn tiªu chuÈn cña tÕ bµo ATM
5 Octets
Tiªu ®Ò ATM
PT
VPI
VCI
HEC
CLP
Label
Option 1
Label
Combined Label
Option 2
Option 3
ATM VPI
Label
AAL 5 PDU (nx48 bytes)
n n
1 1
(cid:1)(cid:1)(cid:1) (cid:1)(cid:1)(cid:1)
§u«i AAL5
PPP/LAN
Tiªu ®Ò líp m¹ng
ATM SAR
48 Bytes
48 Bytes
(cid:1) (cid:1) (cid:1)
Tiªu ®Ò ATM T¶i tin ATM
31
Các chế độ hoạt động
Chế độ khung
32
CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH NHÃN ĐA GIAO THỨC CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH NHÃN ĐA GIAO THỨC
22 33 11 44
33
NguyNguyên lý NguyNguyên lý ên lý ên lý hoạt động hoạt động của MPLS MMột số vấn MMột số vấn ột số vấn ột số vấn đề kỹ thuật đề kỹ thuật của MPLS TriTriển khai TriTriển khai ển khai ển khai MPLS trong MPLS trong mạng NGN mạng NGN Giới thiệu Giới thiệu Giới thiệu Giới thiệu chung về chung về MPLSMPLS
Một số vấn đề kỹ thuật của MPLS Một số vấn đề kỹ thuật của MPLS
33
Giao thức phân bổ nhãn
Mgr Qu¶n lý LDP Dscy B¶n tin ph¸t hiÖn Sess B¶n tin qu¶n lý phiªn Advt Ph¸t hµnh LDP Notf B¶n tin x¸c nhËn
Thµnh phÇn giao thøc MPLS Thµnh phÇn giao thøc non-MPLS
34
Một số vấn đề kỹ thuật của MPLS Một số vấn đề kỹ thuật của MPLS
33
Giao thức phân bổ nhãn
Thñ tôc ph¸t hiÖn LSR
35
(cid:1) §Þnh kú göi b¶n tin Hello (cid:1) KÕt nèi TCP (cid:1) Khëi t¹o (cid:1) Göi yªu cÇu ghÐp nh·n (cid:1) Göi b¶n ®å nh·n
Một số vấn đề kỹ thuật của MPLS Một số vấn đề kỹ thuật của MPLS
33
Giao thức phân bổ nhãn
Ph©n bæ nh·n Downstream
Ph©n bæ nh·n Downstream-on-Demand
LSR2 LSR2
LSR1 LSR1
LSR2 LSR2
LSR1
Label-FEC Binding
Request for Binding
(cid:1)LSR2 vµ LSR1 lµ “LDP adjacency”
Label-FEC Binding
(LSR2 lµ downstream LSR)
(cid:1)LSR1 coi LSR2 lµ b−íc kÕ tiÕp cña
(cid:1)LSR2 ph¸t hiÖn node kÕ tiÕp cho FEC (cid:1)LSR2 t¹o nh·n cho FEC göi th«ng tin
FEC
nh·n tíi LSR1 nh·n tíi LSR1
(cid:1)LSR1 yªu cÇu LSR2 ghÐp nh·n vµo (cid:1)LSR1 yªu cÇu LSR2 ghÐp nh·n vµo
(cid:1)LSR1 chÌn th«ng tin nh·n vµo b¶ng
FEC
chuyÓn tiÕp
(cid:1)NÕu LSR2 x¸c nhËn lµ b−íc kÕ tiÕp cña FEC nã göi th«ng tin tíi LSR1
(cid:1)C¶ hai LSR ®Ò râ th«ng tin nh·n
(cid:1)NÕu LSR2 lµ b−íc kÕ tiÕp cho FEC, LSR1cã thÓ sö dông nh·n ®· ®−îc th«ng tin.
36
Một số vấn đề kỹ thuật của MPLS Một số vấn đề kỹ thuật của MPLS
33
Giao thức phân bổ nhãn
GhÐp n h·n vµo tiÒn tç X
LSR- Rd
LSR- Ru
B¶ng ®Þnh tuyÕn B¶ng ®Þnh tuyÕn tiÒn tè: X
(a) §Èy kh«ng ®iÒu kiÖn
2
GhÐp nh ·n vµo tiÒn tç X
1
Yªu cÇu g hÐp nh ·n vµo tiÒn tç X 3
LSR- Ru
LSR- Rd
LSR- Rn
B¶ng ®Þnh tuyÕn tiÒn tè: X
(b) §Èy cã ®iÒu kiÖn
Yªu cÇu g hÐp nh ·n vµo tiÒn tè x
Gh Ðp nh·n vµo tiÒn tç X
LSR- Ru1 LSR- Ru1
LSR- Rd LSR- Rd
B¶ng ®Þnh tuyÕn tiÒn tè: X
(c) KÐo kh«ng ®iÒu kiÖn
Gh Ðp nh·n vµo tiÒn tç X
2
Yªu cÇu ghÐp n h·n vµo tiÒn tç X
1
Gh Ðp nh·n vµo tiÒn tç X
LSR- Ru
LSR- Rd
LSR- Rn
3
B¶ng ®Þnh tuyÕn tiÒn tè: X
(d) KÐo cã ®iÒu kiÖn
37
Một số vấn đề kỹ thuật của MPLS Một số vấn đề kỹ thuật của MPLS
33
Giao thức phân bổ nhãn
LSR2
Binding for LSR5
LSR1
LSR5
Binding for LSR5 Binding for LSR5
LSR3 LSR3
LSR4
Binding for LSR5
ChÕ ®é duy tr× nh·n b¶o thñ
ChÕ ®é duy tr× nh·n tiªn tiÕn
LSR2
LSR2
Label Bindings for LSR5
LSR1
Label Bindings for LSR5
LSR1
LSR3
LSR3
LSR4’s Label LSR3’s Label LSR2’s Label
LSR4’s Label LSR3’s Label LSR2’s Label
LSR4
LSR4
Valid
Valid Valid
Next Hop Next Hop
Next Hop
(cid:1)LSR duy tr× c¸c th«ng tin nhËn ®−îc tõ c¸c
(cid:1)LSR chØ duy tr× th«ng tin nh·n cho b−íc kÕ
LSR kh¸c
tiÕp
(cid:1)NÕu b−íc kÕ tiÕp thay ®æi, nã sö dông nh·n
(cid:1)NÕu thay ®«i b−íc kÕ tiÕp, buéc cã thñ tôc
nµy ngay lËp tøc
trao ®æi th«ng tin nh·n
(cid:1)Cho phÐp t−¬ng thÝch ®Þnh tuyÕn ®éng (cid:1)LSR cÇn nhiÒu bé nhí cho nh·n
(cid:1)H¹n chÕ t−¬ng thÝch ®Þnh tuyÕn ®éng (cid:1)Sè l−îng nh·n Ýt
38
Một số vấn đề kỹ thuật của MPLS Một số vấn đề kỹ thuật của MPLS
33
Giao thức phân bổ nhãn
Yêu cầu nhãn
V
Giao diện cổng ra 10
LSR
140.20.10.60
140.20.10.40
LER
V
Lối ra
LSR
Lối vào
V
LSR
LER V Giao diện cổng vào 5
Giao diện cổng vào 2
LSR
V
V 140.20.10.11 Giao diện cổng ra 12
Giao diện cổng ra 6
V
Giao diện cổng vào 3 vào 3
140.20.10.11
ánh xạ nhãn
Phân bổ nhãn theo CR-LDP
39
Một số vấn đề kỹ thuật của MPLS Một số vấn đề kỹ thuật của MPLS
33
Giao thức RSVP trong MPLS
B¨ng th«ng cao
B¨ng th«ng trung b×nh
B¨ng th«ng thÊp
RSVP
ChÝnh s¸ch
§iÒu khiÓn
øng dông
LËp lÞch
Ph©n lo¹i
40
Một số vấn đề kỹ thuật của MPLS Một số vấn đề kỹ thuật của MPLS
33
Giao thức RSVP trong MPLS
RESV
Máy gửi
Máy nhận
Nhãn = M
Nhãn = L
LSR – R3
LSR - R1
LSR – R2
PATH
H1
H2
41
• Giao thức RSVP sử dụng trong MPLS làm báo hiệu • Giao thức RSVP là giao thức trạng thái mềm • Hỗ trợ Unicast và Multicast • Phân loại gói tin • Khả năng cung cấp đường ống (VPN, Tunnel)
Một số vấn đề kỹ thuật của MPLS Một số vấn đề kỹ thuật của MPLS
33
Giao thức RSVP trong MPLS
§Þnh tuyÕn Hop-by-Hop
§Þnh tuyÕn hiÖn
(cid:1) §Þnh tuyÕn nguån theo l−u (cid:1) §Þnh tuyÕn nguån theo l−u l−îng ®iÒu khiÓn (cid:1)X©y dùng ®−êng dÉn tõ nguån tíi ®Ých. (cid:1)Tù ®éng ch¹y thuËt to¸n (cid:1)LSP cã thÓ ®−îc ®Þnh tuyÕn l¹i nhanh theo thay ®æi l−u l−îng m¹ng. m¹ng. (cid:1)Ng−êi ®iÒu hµnh xö lý b¶ng ®Þnh tuyÕn phøc t¹p. QoS, l−u l−îng. (cid:1)ThuËn tiÖn cho kü thuËt ®iÒu khiÓn l−u l−îng
42
(cid:1)Ph©n t¸n ®Þnh tuyÕn cña l−u (cid:1)Ph©n t¸n ®Þnh tuyÕn cña l−u l−îng ®iÒu khiÓn (cid:1) X©y dùng mét tËp c¸c c©y ghÐp /t¸ch hoÆc liªn kÕt thuËn/nghÞch. (cid:1) §Þnh tuyÕn l¹i trªn c¬ së héi tô giao thøc ®Þnh tuyÕn. (cid:1)C¸c giao thøc hiÖn nay dùa (cid:1)C¸c giao thøc hiÖn nay dùa trªn ®Ých. (cid:1) RÊt khã thùc hiÖn ®iÒu khiÓn l−u l−îng , ®Þnh tuyÕn dùa trªn QoS (cid:1)
Một số vấn đề kỹ thuật của MPLS Một số vấn đề kỹ thuật của MPLS
33
Giao thức RSVP trong MPLS
Sử dụng các đối tượng bản tin RSVP để hỗ trợ định tuyến hiện
43
Một số vấn đề kỹ thuật của MPLS Một số vấn đề kỹ thuật của MPLS
33
Kỹ thuật lưu lượng MPLS
Giao thức ñịnh tuyến IGP mở rộng tuyến IGP mở rộng
Định tuyến dựa vào các ràng vào các ràng buộc
Báo hiệu ñể thiết lập LSP trong lập LSP trong mạng MPLS
Kỹ thuật ñiều khiển lưu lượng Kỹ thuật ñiều khiển lưu lượng trong mạng MPLS
Định hướng lưu lượng; Định hướng tài nguyên.
44
Một số vấn đề kỹ thuật của MPLS Một số vấn đề kỹ thuật của MPLS
33
Kỹ thuật lưu lượng MPLS
Báo hiệu 1 Báo hiệu 1
Lớp/FEC A 2
Lớp/FEC B 3
LSR lối vào
Lớp/FEC C 4
Lớp/FEC D 5
Sắp xếp lưu lượng tại LSR lối vào
45
Một số vấn đề kỹ thuật của MPLS Một số vấn đề kỹ thuật của MPLS
33
Kỹ thuật lưu lượng MPLS
LSP
LSP LSP
FECs
Gói
Kết nối
tin
vật lý
LSP
LSP
FECs
Gói tin
FECs
FEC, trung kế lưu lượng và LSP
46
Một số vấn đề kỹ thuật của MPLS Một số vấn đề kỹ thuật của MPLS
33
Kỹ thuật lưu lượng MPLS
trung kế lưu lượng
Thuộc tính
Ý nghĩa
Băng thông
Yêu cầu băng thông tối thiểu của LSP
Thuộc tính đường (Path Attribute)
Xác định đường được nhà quản trị cấu hình hay được tính toán bằng định tuyến ràng buộc
Quyền ưu tiên thiết lập (Setup Priority)
Xác định độ ưu tiên thiết lập đường khi có nhiều LSP cùng thiết lập
Quyền ưu tiên chiếm (Holding Priority)
Sau khi LSP được thiết lập, nó có một mức ưu tiên để giữ tài nguyên mà nó vừa giành được
Tính tương quan/mầu (Affinity/Color) (Affinity/Color)
Là thuộc tính quản trị, xác định những loại lưu lượng mạng nào được xét đến khi tìm đường LSP được xét đến khi tìm đường LSP
Tính tương thích (Adaptability)
Cho phép một LSP được chuyển đến một đường tối ưu hơn khi trạng thái mạng thay đổi
Tính phục hồi (Resilience)
Khi đường LSP đang sử dụng bị lỗi, thuộc tính này cho phép định tuyến lại LSP hay không
47
Một số vấn đề kỹ thuật của MPLS Một số vấn đề kỹ thuật của MPLS
33
Kỹ thuật lưu lượng MPLS
So sánh tính toán trực tuyến và ngoại tuyến
Đặc điểm so sánh
Tính toán trực tuyến
Tính toán ngoại tuyến
Tối ưu đường LSP
Cục bộ
Toàn mạng
Khắc phục sự cố
Tốt
Kém
Tiêu tồn tài nguyên của LSR
Trung bình
Không
Ứng dụng điển hình
Mạng quy mô nhỏ
Mạng quy mô lớn
48
Một số vấn đề kỹ thuật của MPLS Một số vấn đề kỹ thuật của MPLS
33
Kỹ thuật lưu lượng MPLS
Thiết lập CR-LSP dùng RSVP mở rộng dùng RSVP mở rộng
Thiết lập CR-LSP dùng CR-LDP
49
Một số vấn đề kỹ thuật của MPLS Một số vấn đề kỹ thuật của MPLS
33
Kỹ thuật lưu lượng MPLS
KHẮC PHỤC SỰ CỐ VỚI ĐƯỜNG LSP
50
Một số vấn đề kỹ thuật của MPLS Một số vấn đề kỹ thuật của MPLS
33
Kỹ thuật lưu lượng MPLS
Phục hồi một phần đường LSP
51
Một số vấn đề kỹ thuật của MPLS Một số vấn đề kỹ thuật của MPLS
33
Kỹ thuật lưu lượng MPLS
Ví dụ thiết lập LSP với metric thích hợp để chia tải
52
Một số vấn đề kỹ thuật của MPLS Một số vấn đề kỹ thuật của MPLS
33
Kỹ thuật lưu lượng MPLS
Kết nối mắt lưới
53
Một số vấn đề kỹ thuật của MPLS Một số vấn đề kỹ thuật của MPLS
33
Kỹ thuật lưu lượng MPLS
Kỹ thuật điều khiển lưu lượng tự điều chỉnh cân bằng tải
54
Một số vấn đề kỹ thuật của MPLS Một số vấn đề kỹ thuật của MPLS
33
Kỹ thuật lưu lượng MPLS
L−u l−îng vµo
L−u l−îng ra
TuyÕn c¬ së
TuyÕn dù phßng
TuyÕn th«ng b¸o
Lçi liªn kÕt
Router chuyÓn m¹ch nh·n
Tái định tuyến lại nhanh
55
Một số vấn đề kỹ thuật của MPLS Một số vấn đề kỹ thuật của MPLS
33
Kỹ thuật lưu lượng MPLS
Yêu cầu nhãn
V
Giao diện cổng ra 10
LSR
140.20.10.60
140.20.10.40
LER
V
Lối ra
LSR
Lối vào
V
LSR
LER V Giao diện cổng vào 5
Giao diện cổng vào 2
LSR
V
V 140.20.10.11 Giao diện cổng ra 12
Giao diện cổng ra 6
V
Giao diện cổng vào 3 vào 3
140.20.10.11
ánh xạ nhãn
56
Một số vấn đề kỹ thuật của MPLS Một số vấn đề kỹ thuật của MPLS
33
Kỹ thuật lưu lượng MPLS
Mô hình chất lượng dịch vụ MPLS
§-êng trôc
ISP 1
ISP 2
Thùc thÓ qu¶n lý Thùc thÓ qu¶n lý MPLS néi miÒn
MME B
MME D
MME C
MME E
MME A
MME G
Thùc thÓ qu¶n lý MPLS liªn miÒn
LSR E
LSR B
LSR H
ISP 2
ISP 1
M¹ng truy nhËp
LSR F LSR F
LSR I LSR I
M¹ng truy nhËp M¹ng truy nhËp
LSR A LSR C LSR C LSR A
LSR G LSR G
LSR D
MiÒn MPLS
MME: M¸y chñ qu¶n lý l-u l-îng vµ thµnh phÇn qu¶n lý b¨ng th«ng Cung cÊp QoS, ®iÒu khiÓn QoS vµ qu¶n lý QoS
57
CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH NHÃN ĐA GIAO THỨC CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH NHÃN ĐA GIAO THỨC
22 33 11 44
58
NguyNguyên lý NguyNguyên lý ên lý ên lý hoạt động hoạt động của MPLS MMột số vấn MMột số vấn ột số vấn ột số vấn đề kỹ thuật đề kỹ thuật của MPLS TriTriển khai TriTriển khai ển khai ển khai MPLS trong MPLS trong mạng NGN mạng NGN Giới thiệu Giới thiệu Giới thiệu Giới thiệu chung về chung về MPLSMPLS
Triển khai MPLS trong mạng NGN Triển khai MPLS trong mạng NGN
44
Mô hình triển khai MPLS
59
Triển khai MPLS trong mạng NGN Triển khai MPLS trong mạng NGN
44
Mô hình triển khai MPLS
TXTX TXTX
T640 T640
T320 T320
M160M160
M40eM40e
M40M40
M20M20
M5/M10 M5/M10
1~10Tbps 1~10Tbps
32 PIC Slot 32 PIC Slot >640Gbps >640Gbps
16 PIC Slot 16 PIC Slot >320Gbps >320Gbps
32 PIC Slot 32 PIC Slot >160Gbps >160Gbps
32 PIC Slot 32 PIC Slot >40Gbps >40Gbps
32 PIC Slot 32 PIC Slot >40Gbps >40Gbps
16 PIC Slot 16 PIC Slot >20Gbps >20Gbps
4/8 PIC Slot 4/8 PIC Slot >5/10Gbps >5/10Gbps
60
Triển khai MPLS trong mạng NGN Triển khai MPLS trong mạng NGN
44
Mô hình triển khai MPLS
i i
t
ý l
Bộ định tuyến M
g n u h k
P M N S
n a u Q
n n Ö Ö d d o o a a i i g g ý ý l l
Ë m o a B
c c ø ø h h t t o o a a i i g g c c ¸ ¸ C C
n n a a u u Q Q
PhÇn mÒm ®Þnh tuyÕn Junos
HÖ thèng ®iÒu hµnh HÖ thèng ®iÒu hµnh
C¬ cÊu ®Þnh tuyÕn C¬ cÊu ®Þnh tuyÕn
B¶ng B¶ng ®Þnh tuyÕn ®Þnh tuyÕn
PhÇn mÒm PhÇn mÒm
Update
Bé xö lý
PhÇn cøng th«ng minh PhÇn cøng th«ng minh
C¬ cÊu chuyÓn tiÕp C¬ cÊu chuyÓn tiÕp C¬ cÊu chuyÓn tiÕp C¬ cÊu chuyÓn tiÕp
B¶ng B¶ng chuyÓn tiÕp
Tr-êng chuyÓn m¹ch Tr-êng chuyÓn m¹ch
(Microcode) (Microcode)
I/O Card I/O Card
I/O Card I/O Card
61
Triển khai MPLS trong mạng NGN Triển khai MPLS trong mạng NGN
44
Mô hình triển khai MPLS
Bộ định tuyến M
Gãi
®iÒu khiÓn
C¬ cÊu C¬ cÊu C¬ cÊu C¬ cÊu chuyÓn tiÕp chuyÓn tiÕp
C¬ cÊu C¬ cÊu C¬ cÊu C¬ cÊu ®Þnh tuyÕn ®Þnh tuyÕn
C¬ cÊu ph©n t¸n ®iÒu khiÓn
Chia sÎ t¶i trªn c¸c c¬ cÊu chuyÓn tiÕp
C¸c phÇn mÒm ®iÒu khiÓn ®éc lËp C¸c phÇn mÒm ®iÒu khiÓn ®éc lËp
C¬ cÊu ®iÒu khiÓn ®Þnh tuyÕn tiªu chuÈn
62
Triển khai MPLS trong mạng NGN Triển khai MPLS trong mạng NGN
44
Mô hình triển khai MPLS
Bộ định tuyến M
C¬ chÕ chuyÓn tiÕp cña Juniper M C¬ chÕ chuyÓn tiÕp cña Juniper M
63
Triển khai MPLS trong mạng NGN Triển khai MPLS trong mạng NGN
44
Mô hình triển khai MPLS
Bộ định tuyến M
Hµng ®îi -u tiªn theo träng sè
Xö lý líp 3 vµ ®Æt chÝnh s¸ch cho TÊt c¶ PIC TÊt c¶ PIC
Xö lý líp 2 Xö lý líp 2 (M¹ch giao tiÕp gãi PICs)
Tr-êng chuyÓn m¹ch
§Çu vµo c¬ cÊu chuyÓn tiÕp
PIC
SWB
SWB
PIC
SWB
PIC
L2/3 Xö lý gãi L2/L3
Hµng ®îi ASIC
M320 Bé xö lý
SWB
PIC
64
Triển khai MPLS trong mạng NGN Triển khai MPLS trong mạng NGN
44
Mô hình triển khai MPLS
Bộ định tuyến T
KÕt nèi giao diÖn KÕt nèi giao diÖn KÕt nèi giao diÖn KÕt nèi giao diÖn
> 10 Tbps > 10 Tbps > 10 Tbps > 10 Tbps 5 Tbps WAN + 5 Tbps LOCAL 5 Tbps WAN + 5 Tbps LOCAL
T640 T640
T640 T640
KÕt nèi tr-êng KÕt nèi tr-êng chuyÓn m¹ch chuyÓn m¹ch
T640
T640
65
KếtKết luậnluận
Tổng quan công nghệ MPLS
Các nguyên lý hoạt động MPLS
Các vấn đề kỹ thuật MPLS
Triển khai trên thực tế
66
Q & AQ & A
67