Xem mẫu
- PHẦN III: MẠNG THẾ HỆ MỚI NGN
•
1. KHÁI NIỆM VÀ ĐẶC ĐIỂM MẠNG NGN
a. Khái niệm.
NGN (viết tắt của Next Generation Network)
-
Mạng NGN ra đời từ sự phát triển rực rỡ của công nghệ thông
-
tin, công nghệ chuyển mạch gói và công nghệ truyền dẫn băng
rộng hiện nay, cùng với nhu cầu về trao đổi thông tin ngày càng
tăng cao của xã hội . Mạng thế hệ mới NGN là mạng có cơ sở
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. Như
vậy:
• Xét về cấu trúc, NGN là mạng kết hợp hoàn chỉnh mạng
thoại chuyển mạch kênh TDM truyền thống PSTN với mạng
chuyển mạch dữ liệu PSDN.
• Xét về lưu lượng, NGN là mạng hỗ trợ sự hội tụ giữa lưu
lượng thoại và số liệu trên một cơ sở hạ tầng thông tin duy
nhất.
- Hiện nay, mạng thế hệ mới NGN vẫn đang là vấn đề tranh cãi
nóng bỏng của các tổ chức viễn thông quốc tế cũng như các
hãng cung cấp các thiết bị viễn thông trên thế giới. Ngay cả tổ
chức đứng đầu viễn thông thế giới là ITU-T vẫn chưa đưa ra
một mô hình chuẩn hóa cụ thể nào của NGN cùng với các tiêu
chuẩn của nó. Vì thế vẫn chưa có một định nghĩa rõ ràng và
- chính xác nào cho mạng NGN. Định nghĩa ở đây chỉ mang khái
niệm chung chung về NGN.
b. Các đặc điểm của NGN
- NGN là hệ thống mạng mở : giao diện và giao thức giữa các
phần tử mạng phải dựa theo chuẩn mở. Hơn nữa, khác với các
tổng đài truyền thống, các khối chức năng trong tổng đài thế hệ
mới được tách thành các phần tử mạng độc lập. Nhờ vậy mà dễ
dàng nâng cấp, phát triển hơn.
- Trong mạng NGN, dịch vụ thực hiện độc lập với mạng lưới.
Điều này có nghĩa là mạng NGN đã hội tụ tất cả các mạng hiện
có làm một, phục vụ được tất cả các dịch vụ của các mạng riêng
lẻ trước đây đồng thời phát triển thêm các loại hình dịch vụ mới.
- Mạng NGN là mạng chuyển mạch gói, dựa trên một giao thức IP
thống nhất. Thực tế giao thức IP đã trở thành giao thức vạn
năng, có mặt ở mọi nơi, hạ tầng cơ sở cho IP đã có sẵn. Theo lý
thuyết, IP ở thế bất lợi so với các chuyển mạch kênh trong việc
hỗ trợ cho các dịch vụ thoại thời gian thực và truyền số liệu
chất lượng cao. Tuy nhiên, với việc phát triển không ngừng của
công nghệ truyền dẫn băng rộng như hiện nay thì IP đã khắc
phục được nhược điểm của mình để trở thành giao thức thống
nhất trong mạng NGN.
- Đặc điểm cuối cùng là có thể khẳng định rằng chỉ có mạng
NGN mới có đủ dung lượng để đáp ứng mọi nhu cầu thông tin
ngày càng tăng của xã hội.
2. CẤU TRÚC MẠNG NGN
Cấu trúc mạng NGN bao gồm 5 lớp chức năng:
- Lớp truy nhập dịch vụ (service access layer).
- Lớp chuyển tải dịch vụ (service transport/core layer)
- Lớp điều khiển (control layer)
- Lớp ứng dụng/dịch vụ (application/service layer)
- Lớp quản lý (management layer).
- Hình 3.1: Cấu trúc mạng NGN
a. Lớp ứng dụng/dịch vụ
- Lớp ứng dụng và dịch vụ cung cấp các ứng dụng và dịch vụ như
dịch vụ mạng thông minh IN (Intelligent network), trả tiền trước,
dịch vụ giá trị gia tăng Internet cho khách hàng thông qua lớp
điều khiển... Hệ thống ứng dụng và dịch vụ mạng này liên kết
với lớp điều khiển thông qua các giao diện mở API. Nhờ giao
diện mở này mà nhà cung cấp dịch vụ có thể phát triển các ứng
dụng và triển khai nhanh chóng các dịch vụ trên mạng. Trong
môi trường phát triển cạnh tranh sẽ có rất nhiều thành phần
tham gia kinh doanh trong lớp này.
b. Lớp điều khiển
- Lớp điều khiển có nhiệm vụ điều khiển kết nối giữa các đầu
cuối, với yêu cầu tương thích với tất cả các loại giao thức và
báo hiệu.
- Lớp điều khiển có thể được tổ chức theo kiểu module, theo đó
các bộ điều khiển độc lập sẽ thực hiện các chức năng điều
khiển khác nhau.
- Thiết bị chính trong lớp điều khiển là Softswitch (chuyển mạch
-
mềm) làm nhiệm vụ báo hiệu và điều khiển cuộc gọi.
c. Lớp chuyển tải dịch vụ
- Bao gồm các nút chuyển mạch (ATM+IP) và các hệ thống
truyền dẫn (SDH, WDM), thực hiện chức năng chuyển mạch,
định tuyến các cuộc gọi giữa các thuê bao của lớp truy nhập
dưới sự điều khiển của thiết bị điều khiển cuộc gọi thuộc lớp
điều khiển. Hiện nay đang còn nhiều tranh cãi khi sử dụng ATM
hay MPLS cho lớp chuyển tải này.
d. Lớp truy nhập dịch vụ
- Bao gồm các thiết bị truy nhập cung cấp các cổng k ết nối v ới
thiết bị đầu cuối thuê bao qua hệ thống mạng ngoại vi cáp đồng,
hoặc cáp quang, hoặc thông qua môi trường vô tuyến (thông tin
di động, vệ tinh, truy nhập vô tuyến cố định...)
e. Lớp quản lý
- Lớp quản lý là một lớp tác động trực tiếp lên tất cả các lớp còn
lại, làm nhiệm vụ giám sát các hoạt động của mạng. Lớp quản
lý phải đảm bảo hoạt động được trong môi trường mở, với
nhiều giao thức, dịch vụ và các nhà khai thác khác nhau.
- Xét trên góc độ dịch vụ, NGN còn có thêm lớp ứng dụng ngay
phía trên lớp điều khiển, bao gồm các nút (server) cung cấp các
dịch vụ khác nhau. Lớp ứng dụng liên kết với lớp điều khiển
thông qua giao diện mở API.
3. CÁC THÀNH PHẦN TRONG NGN
- Hình 3.2: Cấu trúc phân lớp trong NGN
Các thiết bị đầu cuối kết nối đến mạng truy nhập (Access
-
Network), sau đó kết nối đến các cổng truyền thông (Media
Gateway) nằm ở biên của mạng trục. Thiết bị quan trọng nhất
của NGN là Softswitch nằm ở tâm của mạng trục (hay còn gọi
là mạng lõi). Softswitch điều khiển các chức năng chuyển mạch
và định tuyến qua các giao thức.
- Hình 3.3: Các thành phần chính trong NGN
Mô tả hoạt động của các thành phần
a. Thiết bị Softswitch
- Thiết bị softswitch là thiết bị đầu não trong mạng NGN. Nó làm
nhiệm vụ điều khiển cuộc gọi, báo hiệu và các tính năng để tạo
một cuộc gọi trong mạng NGN hoặc xuyên qua nhiều mạng
khác
- Thiết bị Softswtich có khả năng tương tác với mạng PSTN thông
qua các cổng báo hiệu (Signalling Gateway) và cổng truyền thông
(Media Gateway). Softswitch điều khiển cuộc gọi thông qua các
báo hiệu, có hai loại chính:
• Ngang hàng (peer-to-peer): giao thức giữa Softswitch và
Softswitch, giao thức sử dụng là BICC hay SIP.
• Điều khiển truyền thông: giao tiếp giữa Softswitch và
Gateway, giao thức sử dụng là MGCP hay Megaco/H.248.
b. Cổng truyền thông
- Nhiệm vụ của cổng truyền thông (MG-Media Gateway) là
chuyển đổi việc truyền thông từ một định dạng truyền dẫn này
sang một định dạng khác, thông thường là từ dạng mạch
- (circuit) sang dạng gói (packet), hoặc từ dạng mạch analog/ISDN
sang dạng gói.
Ngoài ra, MG còn hỗ trợ các giao tiếp với mạng điện thoại
-
truyền thống (PSTN) và các giao thức khác như CAS (Channel
Associated Signalling) và ISDN.
c. Cổng truy nhập
- Cổng truy nhập (AG - Access Gateway) là một dạng của MG. Nó
có khả năng giao tiếp với máy PC, thuê bao của mạng PSTN,
xDSL và giao tiếp với mạng gói IP qua giao tiếp STM.
d. Cổng báo hiệu
- Cổng báo hiệu (SG - Signalling Gateway) đóng vai trò như một
cổng giao tiếp giữa mạng báo hiệu số 7 (SS7 - Signalling System
7, giao thức được dùng trong PSTN) và các điểm được quản lý
bởi thiết bị SW trong mạng IP. Cổng SG đòi hỏi một đường kết
nối vật lý đến mạng SS7 và phải sử dụng các giao thức phù hợp.
SG tạo ra một cầu nối giữa mạng SS7 và mạng IP, dưới sự điều
khiển của SW. SG làm cho SW giống như một điểm nút bình
thường trong mạng SS7.
e. Mạng trục IP
- Mạng trục được thể hiện là mạng IP kết hợp công nghệ ATM
hoặc MPLS. Vấn đề sử dụng ATM hay MPLS còn đang tách
thành hai xu hướng. Các dịch vụ và ứng dụng trên NGN được
quản lý và cung cấp bởi các máy chủ dịch vụ (server). Các máy
chủ này hoạt động trong mạng thông minh (IN - Intelligent
Network) và giao tiếp với mạng PSTN thông qua SS7.
4. XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA MẠNG NGN
Sự phát triển mạng NGN tại Việt Nam là một xu thế tất yếu,
phù hợp với quá trình phát triển NGN trên thế giới. Không nằm
ngoài xu hướng chung đó, Việt Nam cũng đang có những bước
phát triển mạng NGN của riêng mình. Phần này sẽ giới thiệu về
- tình hình triển khai mạng NGN của Tổng công ty Bưu chính-
Viễn thông (VNPT)
a. Nguyên nhân của sự phát triển mạng NGN
- Mạng PSTN của VNPT đã được xây dựng và phát triển khá toàn
diện, cung cấp dịch vụ thoại truyền thống chất lượng tốt tới
khách hàng. Tuy nhiên, sau nhiều năm hoạt động, PSTN đã bộc
lộ một số hạn chế hầu như không thể khắc phục được. Chuyển
mạch dựa trên công nghệ TDM cứng nhắc trong việc phân bổ
băng thông (Nx64kb/s) và gặp nhiều khó khăn khi đưa ra các dịch
vụ mới, nhất là khi triển khai mạng thế hệ sau. Mạng PSTN cần
sự đầu tư lớn, giá thành thiết bị cao và cho phí vận hành mạng
lớn. Hơn nữa, mạng PSTN có nhiều cấp khác nhau (Gateway
quốc tế, Toll, tandem, Host) nên rất phức tạp trong việc phối
hợp hệ thống báo hiệu, đồng bộ và triển khai dịch vụ mới.
- Trong khi đó, nhu cầu về các dịch vụ dữ liệu phát triển mạnh:
Internet ngày càng phổ biến, những đòi hỏi về dịch vụ IP (IP
VPN...), xu thế tích hợp IP/ATM/MPLS cho mạng thông tin
trục...cùng với sự phát triển của công nghệ thông tin và viễn
thông thế giới đã dẫn đến sự cần thiết phải thay đổi công nghệ
mạng. Mạng mới ra đời phải có băng tần rộng, hỗ trợ nhiều loại
hình dịch vụ, đơn giản về cấu trúc và quản lý, dễ dàng phát triển
dịch vụ và nhanh chóng cung cấp cho khách hàng.
b. Mô hình và nguyên tắc tổ chức mạng NGN
- NGN là mạng có hạ tầng thông tin duy nhất dựa trên cơ sở
mạng truyền tải IP/MPLS. Đó là mạng mới với sự hội tụ giữa
thoại và số liệu, giữa cố định và di động. Trên cơ sở đó, mạng
có thể triển khai các dịch vụ rất đa dạng và nhanh chóng, đáp
ứng nhu cầu về các loại hình dịch vụ viễn thông phong phú.
Việc quản lý mạng được thực hiện đơn giản, tập trung, nâng
cao hiệu quả sử dụng, chất lượng mạng lưới và giảm thiểu chi
phí vận hành, bảo dưỡng. Với tính linh hoạt và độ ổn định cao,
mạng dễ dàng mở rộng dung lượng phát triển dịch vụ mới.
- Hình 3.4: Cấu trúc mạng thoại PSTN Việt Nam hiện tại
c. Triển khai mạng NGN của VNPT
Sau gần 3 năm định hướng và lựa chọn, đến tháng 12/2003
-
VNPT (Công ty Viễn thông Liên tỉnh VTN) đã lắp đặt xong giai
đoạn 1 mạng NGN, sử dụng giải pháp SURPASS của Siemens,
đã đi vào vận hành thành công. Đây là mạng có hạ tầng thông tin
duy nhất dựa trên công nghệ chuyển mạch gói được VNPT lựa
chọn để thay thế cho mạng chuyển mạch kênh truyền thống.
Với ưu thế cấu trúc phân lớp theo chức năng và sử dụng rộng rãi
các giao diện ở API để kiến tạo dịch vụ mà không phụ thuộc
nhiều vào các nhà cung cáp thiết bị và khai thác mạng, công nghệ
NGN đã đáp ứng được yêu cầu kinh doanh trong tình hình mới là
dịch vụ đa dạng, giá thành thấp, đầu tư hiệu quả và tạo được
nguồn doanh thu mới.
- Để nâng cao hơn nữa năng lực của mạng lưới, VNPT quyết định
đầu tư xây dựng tiếp pha 2, và đến ngày 15/08/2004 đã hoàn
thành và đưa vào sử dụng.
- - Mạng có 4 lớp là: lớp truy nhập, lớp chuyển tải, lớp điều khiển
và lớp ứng dụng.
• Lớp truy nhập: được triển khai gồm một Media Gateway kết
nối với mạng PSTN phục vụ cho dịch vụ VoIP và bộ BRAS
kết nối trực tiếp với thiết bị DSLAM-HUB với khả năng
chuyển mạch 10Gb/s, sử dụng công nghệ xDSL, có thể hỗ trợ
các kết nối ADSL, SHDSL. Với hạ tầng mạng xDSL này,
VNPT đã cung cấp các dịch vụ truy nhập Internet băng rộng
Mega VNN tại nhiều tỉnh/thành phố trên cả nước. Ước tính
đến cuối năm 2005, cả nước đã có khoảng 180.000 cổng
xDSL.
• Lớp chuyển tải: gồm 3 nút trục quốc gia đặt tại Hà Nội, TP.
Hồ Chí Minh và Đà Nẵng và 11 nút vùng đặt tại các tỉnh/thành
phố trọng điểm khác với băng thông các tuyến trục và vùng là
(STM-1) 155Mb/s dựa trên truyền dẫn SDH. Hiện tại băng
thông tuyến trục đã nâng cấp lên STM-16 (2.5 Gb/s) dựa trên
Ring 20Gb/s / WDM mới triển khai. Ba Router lõi M160
Juniper đặt tại Hà Nội, HCM, Đà Nẵng có khả năng chuyển
mạch là 160Gb/s.
• Lớp điều khiển: gồm hai Softswitch HiQ9200 đặt ở Hà Nội
và Hồ Chí Minh. Hệ thống Softswitch bao gồm các chức năng
về điều khiển hệ thống mạng, cung cấp các giao diện mở để
dễ dàng cho việc phát triển các ứng dụng dịch vụ, hỗ trợ
nhiều loại giao thức điều khiển khác nhau nh ư MGCP, H.323,
Megaco/H.248, SIP, ... Hệ thống các Server ứng dụng (tuỳ
theo từng loại hình dịch vụ Server ứng dụng có thể đặt tập
trung hoặc phân tán). Bên cạnh đó hệ thống quản lý mạng
tập trung và hệ thống tính cước tập trung góp phần quan
trọng trong quản lý, vận hành và điều hành mạng.
• Lớp dịch vụ/ứng dụng: VNPT cung cấp một loạt các dịch vụ
như: dịch vụ thẻ trả trớc 1719, dịch vụ 1800, 1900, và nhiều
dịch vụ gia tăng khác.
d. Các dịch vụ chủ yếu trên nền mạng NGN
Dành cho người sử dụng (cá nhân) có ba dịch vụ:
- Dịch vụ điện thẻ trả trước 1719 (calling card 1719): Đây là
-
dịch vụ gọi điện thoại nội hạt, đường dài trong nước và quốc
tế với hình thức khách hàng mua thẻ mệnh giá để sử dụng.
Người sử dụng chỉ cần mua thẻ điện thoại trả tiền trước có
mệnh giá từ 30.000 đồng đến 500.000 đồng là có thể thực
hiện cuộc gọi từ bất kỳ máy cố định nào thông qua việc gọi
vào số dịch vụ 1719. Cước phí sẽ được trừ trực tiếp vào tài
khoản của thẻ. Với cùng một thẻ khách hàng có thể lựa chọn
thoại với tốc độ 64kbps hoặc tốc độ 8 kbps có mức giá khác
nhau thực hiện các cuộc gọi liên tỉnh, quốc tế hoặc sang
mạng di động. Đây là một dịch vụ rất tiện lợi khi không phải
đăng ký dịch vụ, sử dụng dịch vụ VoIP giá rẻ ở bất kỳ đâu,
người gọi chủ động mức tiền gọi và thẻ gọi có thời hạn lâu
dài.
Dịch vụ Call waiting Internet (báo cuộc gọi từ Internet): Cho
-
phép người dùng nhận cuộc gọi đến số điện thoại cố định khi
số này đang truy nhập Internet: Khi thuê bao đang vào mạng
Internet mà có cuộc gọi đến thì màn hình máy tính sẽ hiển thị
thông báo và thuê bao có thể có lựa chọn trả lời bằng máy
tính, trả lời bằng điện thoại, chuyển sang máy điện thoại
khác hay từ chối cuộc gọi.
Dịch vụ Web Dial Page (gọi điện thoại qua trang Web): Dịch
-
vụ Webdial page cho phép người sử dụng dịch vụ thực hiện
cuộc gọi từ một trang Web trên Internet (Webdial page Server)
tới một thuê bao PSTN. Cuộc gọi có thể là Phone-to-Phone
(điện thoại tới điện thoại) hoặc PC-to-phone (máy tính tới
điện thoại).
Dành cho doanh nghiệp có năm dịch vụ:
- Dịch vụ Free Phone 1800:
• Dịch vụ miễn cước ở người gọi là dịch vụ này cho phép
thực hiện cuộc gọi miễn phí tới nhiều đích khác nhau thông
qua một số truy nhập thống nhất trên mạng với cước phí
thuê bao gọi bằng cuộc gọi nội hạt. Cước phí đường dài
- của cuộc gọi sẽ được tính cho thuê bao đăng ký dịch vụ
1800.
• Đối với người sử dụng: không phải trả tiền cho cuộc gọi
và có thể gọi tại bất kỳ nơi nào mà chỉ cần nhớ một số gọi.
• Đối với doanh nghiệp: Dịch vụ Free Phone đáp ứng nhu
cầu của các doanh nghiệp cung cấp sản phẩm hoặc dịch
vụ và các tổ chức mang tính xã hội như các công ty quảng
cáo... có số lượng khách hàng đông đảo. Các công ty sử
dụng dịch vụ Free Phone sẽ tăng khả năng tiếp xúc với
khách hàng, tạo điều kiện cho doanh nghiệp thực hiện tốt
hơn việc tiếp thị sản phẩm và dịch vụ qua đó chăm sóc
khách hàng của mình được tốt hơn.
Dịch vụ gia tăng 1900 về thông tin, giải trí, thương mại: Dịch vụ
-
này được cung cấp bởi nhà khai thác viễn thông và công ty cung
cấp dịch vụ thông tin cho khách hàng. Người sử dụng dịch vụ
gọi đến một số điện thoại dễ nhớ do nhà khai thác viễn thông
cung cấp để nghe thông tin (thể thao, thời tiết...), giải trí hoặc
thương mại của công ty cung cấp dịch vụ thông tin. Mức cước
cuộc gọi sẽ được thu cao hơn cước thoại thông thường và tiền
cước thu được của người sử dụng được chia theo công thức
thoả thuận giữa nhà khai thác và công ty cung cấp thông tin. Với
dịch vụ này nhà cung cấp thông tin dễ dàng cung cấp thông tin
về thời tiết, thể thao, thị trường giá cả hoặc tư vấn về y tế, giáo
dục...
Dịch vụ Free call button (gọi miễn phí từ trang Web): Cho phép
-
thuê bao sử dụng Internet (ngay trên Website của doanh nghiệp)
để thực hiện các cuộc gọi không mất tiền đến các trung tâm hỗ
trợ bán hàng và phía doanh nghiệp sẽ trả tiền cho cuộc gọi này.
Trong trang web của doanh nghiệp dịch vụ này sẽ có những biểu
tượng cho phép người truy cập gọi từ máy tính sang số điện
thoại của thuê bao dịch vụ khi bấm chuột vào biểu tượng.
Dịch vụ gọi thương mại miễn phí (Commercial Free Call
-
Service): Với dịch vụ này người sử dụng có thể gọi đến một số
dịch vụ đặc biệt và sẽ được nghe một đoạn quảng cáo tương
- ứng. Sau khi nghe hết đoạn quảng cáo, người gọi sẽ được
hướng dẫn thực hiện một cuộc gọi không mất tiền.
- Dịch vụ mạng riêng ảo Mega WAN:
• Mạng riêng ảo (VPN) là sự mở rộng của mạng riêng sử dụng
các đường truyền qua mạng công cộng ví dụ như Internet.
• Dịch vụ mạng riêng ảo cung cấp kết nối mạng riêng ảo
(LAN/WAN) cho khách hàng bằng các kênh riêng ảo trên nền
mạng NGN. Khách hàng chỉ cần đăng ký các điểm và tốc độ
cổng kết nối theo nhu cầu sử dụng. Nó giảm chi phí hơn rất
nhiều so với dịch vụ thuê kênh riêng. Dịch vụ này rất hữu
dụng cho những công ty mới không đủ khả năng xây dựng
mạng WAN cho riêng mình: Giảm chi phí thông tin liên lạc
nội bộ công ty (Intranet voice, video và data), tăng băng thông
(bandwidth on demand) với xu hướng tin học hoá văn phòng
và các hoạt động kinh doanh. Các dịch vụ IT trên mạng ngày
càng da dạng (Tele-education, Tele-medecine, E-
shopping.v.v..). Khách hàng chuyển từ thuê bao dịch vụ TDM
Leased-line truyền thống sang dịch vụ VPN.
e. Hướng phát triển mở rộng mạng NGN của VNPT:
- Mở rộng mạng NGN 64 tỉnh và thành phố, tăng cường năng lực
mạng trục, các đường truyền nối router lõi với nhau, router lõi
với router vùng sẽ được tăng tới STM-4 và STM-16, tăng cường
năng lực các hệ thống ở lớp điều khiển, các dịch vụ ở lớp ứng
dụng và đặc biệt là mở rộng hạ tầng xDSL cho tất cả các tỉnh
còn lại với phạm vi vươn tới mọi huyện thị.
- Thực hiện thử nghiệm và thay thế các tổng đài lớp 5 bởi các
Gateway của NGN.
- Cung cấp nhiều dịch vụ hơn như IP Centrex, hội nghị Web ...
- Ngoài ra, trong chiến lược hình thành tập đoàn với các Tổng
công ty vùng, VNPT sẽ triển khai các mạng NGN nội hạt tại các
đô thị lớn như Hà Nội và TP. Hồ Chí Minh. Mạng NGN nội hạt
không chỉ kết nối liên mạng với NGN toàn quốc mà còn khai
thác chung hạ tầng IP/MPLS với mạng Metro Internet cũng sẽ
được xây dựng đồng thời.
- Hình 3.5: Mô hình mạng NGN của VNPT
nguon tai.lieu . vn
