1. Trang Chủ
  2. Công nghệ thông tin
  3. Tổng quan về các giao thức báo hiệu và điều khiển trong mạng NGN

Tổng quan về các giao thức báo hiệu và điều khiển trong mạng NGN

Trong những năm gần đây, khi mà đời sống xã hội ngày càng phát triển thì nhu cầu trao đổi thông tin của con người cũng tăng lên rất nhiều cả về mức độ phong phú lẫn chất lượng của các loại hình dịch vụ thức mà con người trao đổi thông tin, giao tiếp với nhau, kinh doanh với nhau đang dần dần được thay đổi cùng với những thay đổi của nền công nghiệp viễn thông. Các đường dây điện thoại không chỉ còn mang thông tin thoại mà còn truyền cả số liệu và video. Thông tin... BỘ GIAO DUC VÀ ĐAO TAO ́ ̣

Thể loại Tài liệu miễn phí Công nghệ thông tin

Số trang 102

Ngày tạo 8/30/2018 12:55:58 AM +00:00

Loại tệp DOC

Kích thước 1.70 M

Tên tệp

Tải Tổng quan về các giao thức báo hiệu và điều khiển ... (.docx) Tải Tổng quan về các giao thức báo hiệu và điều khiển ... (.pdf)

Xem mẫu

  1. BỘ GIAO DUC VÀ ĐAO TAO ́ ̣ ̀ ̣ TRƯỜNG ĐẠI HỌC ... KHOA ... ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài: Tổng quan về các giao thức báo hiệu và điều khiển trong mạng NGN Giáo viên hướng dẫn: ............................................ Sinh viên thực hành: ............................................ Lớp:......................................................................... MSSV: ...................................................................
  2. MỤC LỤC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT............................................................................................ i Chương 1. .................................................................................................................... 3 TỔNG QUAN VỀ MẠNG THẾ HỆ SAU NGN......................................................... 3 Chương 2. .................................................................................................................. 19 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG BÁO HIỆU SỐ 7.................................................. 19 Chương 3. .................................................................................................................. 31 TRUYỀN TẢI BÁO HIỆU SỐ 7 QUA MẠNG IP – SIGTRAN.............................. 31 Chương 4. .................................................................................................................. 45 CÁC GIAO THỨC BÁO HIỆU VÀ ĐIỀU KHIỂN NGANG HÀNG.....................45 Chương 5.................................................................................................................... 76 CÁC GIAO THỨC BÁO HIỆU VÀ ĐIỀU KHIỂN CHỦ TỚ...............................76 KẾT LUẬN................................................................................................................. 92 PHỤ LỤC................................................................................................................... 93 TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................................... 95
  3. Đồ án tốt nghiệp Đại học Thuật ngữ viết tắt THUẬT NGỮ VIẾT TẮT Lớp thích ứng ATM AAL ATM Adaptation Layer Biến đổi tương tự sang số AD Analog to Digital Đường dây thuê bao số bất đối Asymmetrical Digital Subscriber ADSL xứng Line Cổng truy nhập AG Access Gateway Máy chủ ứng dụng AS Application Server Chức năng máy chủ ứng dụng AS-F Application Server Function Xử lý máy chủ ứng dụng ASP Application Server Process Chế độ truyền tải không đồng bộ ATM Asynchronous Transfer Mode Chức năng điều khiển kênh mang BCF Bearer Control Function Quy tắc mã hóa căn bản BER Basic Encoding Rule Giao thức điều khiển độc lập BICC Bearer Independent Call Control kênh mang Chức năng tương tác kênh mang BIWF Bearer Interworking Function Nút chuyển tiếp kênh mang BRN Bearer Relay Node Tác nhân cuộc gọi CA Call Agent Chức năng CA CA-F CA Function Báo hiệu kênh kết hợp CAS Chanel Associated Signalling Xác nhận kết nối CC Connection Confirm Báo hiệu kênh chung số 7 Common Chanel Signalling N0 7 CCS7 Bản ghi chi tiết cuộc gọi CDR Call Detail Record Mã nhận dạng kênh CIC Curcuit Identification Code Nút dàn xếp cuộc gọi CMN Call Mediation Node Ngôn ngữ xử lý cuộc gọi CPL Call Processing Language Đơn vị xử lý trung tâm CPU Central Processing Unit Yêu cầu kết nối CR Connection Request Chức năng dịch vụ cuộc gọi CSF Call Serving Function Phân lớp thành phần CSL Component Sublayer Quy tắc mã hóa phức tạp DER Distinguished Encoding Rule Hệ thống tên miền DNS Domain Name System Mã điểm đích DPC Destination Point Code Bộ xử lý tín hiệu số DSP Digital Signal Processor Tín hiệu đa tần kép DTMF Dual Tone MultiFrequancy Phần người sử dụng số liệu DUP Data User Part Ghép kênh phân chia theo bước Dense Wavelength Division DWDM sóng chặt Multiplexing Chuyển tiếp kiểu khung FR Frame Relay Giám sát cổng phương tiện GK Gatekeeper Dịch vụ vô tuyến gói chung GPRS General Packet Radio Service Nút dịch vụ cổng GSN Gateway Serving Node Cổng phương tiện GW Gateway Trạm đăng ký thường trú HLR Home Location Registration Ngôn ngữ định dạng siêu văn bản HTML Hyper Text Markup Language Giao thức truyền tải siêu văn bản HTTP HyperText Transfer Protocol Đầu vào/ đầu ra I/O Input/Output Phạm Vũ Huy, Đ2001VT i
  4. Đồ án tốt nghiệp Đại học Thuật ngữ viết tắt Mạng thông minh IN Intellingent Network Giao thức Internet IP Internet Protocol Mạng số tích hợp đa dịch vụ ISDN Integrated Service Digital Network Nút dịch vụ giao diện ISN Interface Serving Node Nhà cung cấp dịch vụ Internet ISP Internet Service Provider Phần người sử dụng ISDN ISUP ISDN User Part Liên minh viễn thông thế giới về International Telecommunication ITU – T thoại Union – Telephone Phúc đáp thoại tương tác IVR Interactive Voice Response Chức năng hoạt động tương tác IW-F Interworking Function Mạng cục bộ LAN Local Area Network Thích ứng MTP mức 2 ngang M2PA MTP 2 Peer – to – Peer Adaptation hàng Thích ứng người sử dụng MTP M2UA MTP 2 User Adaptation mức 2 Thích ứng người sử dụng MTP M3UA MTP 3 User Adaptation mức 3 Bộ điều khiển đa điểm MC Multipoint Controller Chức năng điều khiển phương MCF Media Control Function tiện Đơn vị điều khiển đa điểm MCU Multipoint Control Unit Giao thức điều khiển cổng MEGACO Media Gateway Control phương tiện Cổng phương tiện MG Media Gateway Bộ điều khiển cổng phương tiện MGC Media Gateway Controller Chức năng MGC MGC-F MGC Function Giao thức điều khiển cổng MGCP Media Gateway Control Protocol phương tiện Chức năng MG MG-F MG Function Chức năng chuyển mạch và ghép Media Mapping and Switching MMSF nối phương tiện Function Bộ xử lý đa điểm MP Multipoint Processor Chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS Multiprotocol Label Switching Chức năng máy chủ phương tiện MSF Media Server Function Phần chuyển giao bản tin MTP Message Transfer Part Đơn vị chuyển giao cực đại MTU Maximum Transfer Unit Phần người sử dụng điện thoại MTUP Mobile Telephone User Part di động Máy chủ truy nhập mạng NAS Network Access Server Mạng thế hệ sau NGN Next Generation Network Điểm dịch vụ mạng NSP Network Service Point Nhà vận hành mạng bản quyền OLO Other Lisenced Operator khác Các liên kết hệ thống mở OSI Open Systems Interconnection Mạng thông tin di động công PLMN Public Land Mobile Network cộng mặt đất Nhà vận hành mạng công cộng PNO Public Network Operator Public Switched Telephone Network Mạng điện thoại công cộng PSTN Phạm Vũ Huy, Đ2001VT ii
  5. Đồ án tốt nghiệp Đại học Thuật ngữ viết tắt Chất lượng dịch vụ QoS Quality of Service Chức năng định tuyến R–F Routing Function Phần ứng dụng mạng truy nhập Radio Access Network Application RANAP vô tuyến Part Khuyến nghị chung RFC Request For Comments Gateway thường trú RG Residential Gateway Giải phóng hoàn toàn RLC Release Complete Giao thức giành trước tài nguyên RSVP Resource Reservation Protocol Giao thức điều khiển truyền tải Real Time Transport Control RTCP thời gian thực Protocol Giao thức truyền tải thời gian RTP Real Time Transport Protocol thực Phần điều khiển kết nối báo hiệu SCCP Signalling Connection Control Part Điều khiển phi kết nối SCLC SCCP Connectionless Control Quản lý SCCP SCM SCCP Management Mạng chuyển mạch kênh SCN Switched Circuit Network SCCP Connection – Oriented Điều khiển hướng kết nối SCOC Control Định tuyến SCCP SCR SCCP Routing Giao thức điều khiển truyền tải SCTP Stream Control Transport Protocol luồng Hệ thống phân cấp số đồng bộ SDH Synchronous Digital Hierarchy Giao thức mô tả phiên SDP Session Description Protocol Symmetrical Digital Subscriber Đường dây thuê bao số đối xứng SDSL Line Chức năng SG SG-F SG Function Giao thức truyền tải báo hiệu SIGTRAN Signalling Transport Giao thức khởi tạo phiên SIP Session Initiation Protocol Giao diện cổng phương tiện SIP – CGI SIP – Common Gateway Interface chung Dịch vụ bản tin ngắn SMS Short Message Service Giao thức truyền thư đơn giản SMTP Simple Mail Transfer Protocol Nút dịch vụ SN Serving Node Mạng quang đồng bộ SONET Synchronous Optical Network Điểm báo hiệu SP Signalling Point Tổng đài điều khiển bằng SPC Store Program Control chương trình lưu trữ Chức năng SIP Proxy Server SPS – F SIP Proxy Server Function Hệ thống báo hiệu số 7 Signalling System N0 7 SS7 Chỉ số phân hệ SSN Subsystems Number Bộ chuyển đổi truyền tải báo STC Signalling Transport Converter hiệu Điểm truyền tải báo hiệu STP Signalling Transfer Point Thích ứng người sử dụng SCCP SUA SCCP User Adaptation Transaction Capabilities Ứng dụng khả năng giao dịch TCAP Application Part Giao thức truyền tải TCP Transmission Control Protocol Ghép kênh phân chia theo thời TDM Time Division Multiplexing Phạm Vũ Huy, Đ2001VT iii
  6. Đồ án tốt nghiệp Đại học Thuật ngữ viết tắt gian Cổng trung kế TGW Trunk Gateway Phân lớp giao dịch TSL Transaction Sublayer Chỉ số tuần tự truyền dẫn TSN Transmission Sequence Number Nút dịch vụ chuyển tiếp TSN Transit Serving Node Phần người sử dụng điện thoại TUP Telephone User Part Tác nhân người sử dụng UA User Agent UAC UA Client UA khách UA chủ UAS UA Server Giao thức gói tin người dùng UDP User Datagam Protocol Hệ thống thông tin di động toàn Universal Mobile UMTS c ầu Telecommunication System Phần người sử dụng UP User Part Đường dây thuê bao số VoDSL Voice Digital Subscriber Line Thoại trên nền IP VoIP Voice over IP Mạng diện rộng WAN Wide Area Network Ghép kênh phân chia theo thời WDM Wavelength Division Multiplexing gian Ngôn ngữ định dạng mở rộng XML Extensible Markup Language Phạm Vũ Huy, Đ2001VT iv
  7. Đồ án tốt nghiệp Đại học Lời nói đầu Lời nói đầu Trong những năm gần đây, khi mà đời sống xã hội ngày càng phát triển thì nhu cầu trao đổi thông tin của con người cũng tăng lên rất nhiều cả về mức đ ộ phong phú lẫn chất lượng của của loại hình dịch vụ. Hiện nay, những nhu cầu đó không chỉ còn tập trung vào loại hình dịch vụ thoại truyền thống như trước đây nữa mà còn cả các dịch vụ thoại có hình ảnh, hội nghị đa phương, cầu truyền thông, không thể đáp ứng được trên cơ sở hạ tầng của mạng viễn thông trước đây. Thực tế này đã đặt các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông trước một thách thức rất lớn là làm sao có thể đáp ứng được nhu cầu của các vị khách hàng khó tính với chi phí đ ầu tư thấp nhất. Bên cạnh đó là sự ra đời của các công nghệ, kỹ thuật mới, sự bùng nổ của Internet đã trở thành động lực thúc đẩy sự ra đời của một mạng viễn thông thế hệ mới – Next Generation Network (NGN). NGN không phải là một mạng có cơ sở hạ tầng được xây dựng hoàn toàn mới mà nó được hình thành và phát triển trên nền tảng của các mạng thế hệ trước đó kết hợp với kỹ thuật chuyển mạch gói theo giao thức IP. Nhờ được xây dựng và phát triển trên cơ sở hạ tầng của các mạng thế hệ trước mà các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông không cần phải bỏ vốn đầu tư ban đầu nhiều mà vẫn có khả năng thu lại lợi nhuận cao. Nhờ kỹ thuật chuyển mạch gói mà NGN là một mạng có khả năng cung cấp không chỉ các dịch vụ thoại thông thường mà còn có khả năng cung cấp cả các dịch vụ số liệu, thoại và số liệu tích hợp, một cách mềm dẻo và linh hoạt. NGN đã có sự thay đổi hoàn toàn về mặt kiến trúc, kiến trúc phân tán đã đ ược xây dựng thay cho kiến trúc tập trung như trong mạng chuyển mạch kênh trước đây. Trong kiến trúc mới này, khả năng thông minh (Intelligent) không phải được tập trung mà được phân tán cho các thiết bị nằm rải rác trong toàn kiến trúc mạng. Kiến trúc phân tán và sự kết hợp giữa mạng thế hệ cũ và mạng thế hệ mới đã đ ặt ra cho các giao thức báo hiệu và điều khiển một vai trò hết sức quan trọng trong việc phối hợp hoạt giữa các thiết bị trong mạng thế hệ mới và giữa các thiết bị trong mạng thế hệ cũ với các thiết bị trong mạng thế hệ mới. Đây cũng chính là lý do em lựa chọn đề tài TỔNG QUAN VỀ CÁC GIAO THỨC BÁO HIỆU VÀ ĐIỀU KHIỂN TRONG MẠNG NGN , nội dung của đề tài này gồm các phần sau: Chương 1. Tổng quan về mạng thế hệ sau NGN. Chương 2. Tổng quan về hệ thống báo hiệu số 7. Chương 3. Truyền tải báo hiệu số 7 qua mạng IP – SIGTRAN. Chương 4. Các giao thức báo hiệu và điều khiển ngang hàng. Chương 5. Các giao thức báo hiệu và điều khiển chủ tớ. Do còn rất nhiều hạn chế về trình độ và thời gian nên đề tài này sẽ không tránh khỏi các sai sót. Em rất mong nhận được sự chỉ bảo và góp ý của các thầy cô và các bạn. Phạm Vũ Huy, Đ2001VT 1
  8. Đồ án tốt nghiệp Đại học Lời nói đầu Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong khoa Viễn thông 1 đã tạo mọi điều kiện tốt nhất cho em trong quá trình thực hiện đồ án. Trong đó, đặc biệt là cô Vũ Thúy Hà đã tận tình chỉ bảo, hướng dẫn, giúp đỡ và động viên em về mọi mặt để em hoàn thành đồ án này. Hµ Néi, th¸ng 9/2005 Sinh viªn: Ph¹m Vò Huy Phạm Vũ Huy, Đ2001VT 2
  9. Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 1. Tổng quan về mạng NGN Chương 1. TỔNG QUAN VỀ MẠNG THẾ HỆ SAU NGN 1.1. SỰ RA ĐỜI VÀ CÁC ĐỘNG LỰC THÚC ĐẨY SỰ PHÁT TRIỂN CỦA NGN 1.1.1. Sự ra đời của mạng thế hệ sau NGN Có một điều rõ ràng là thị trường thông tin đang thay đổi một cách nhanh chóng. Sự thay đổi này không chỉ liên quan đến các nhà sản xuất, các nhà nghiên cứu thị trường viễn thông mà còn tới nhiều đối tượng trong các lĩnh vực khác nhau của xã hội. Phương thức mà con người trao đổi thông tin, giao tiếp với nhau, kinh doanh với nhau đang dần dần được thay đổi cùng với những thay đổi của nền công nghiệp viễn thông. Các đường dây điện thoại không chỉ còn mang thông tin thoại mà còn truyền cả số liệu và video. Thông tin thoại, số liệu, fax, video và các dịch vụ khác đang được cung cấp tới các đầu cuối là máy điện thoại, thiết bị di động, máy tính cá nhân, các máy móc tự động…với các yêu cầu về chất lượng dịch vụ từ phía người sử dụng ngày càng cao. Lưu lượng thông tin số liệu đã vượt xa lưu l ượng thông tin thoại và vẫn tăng không ngừng với tốc độ gấp 10 lần tốc độ tăng của l ưu l ượng thông tin thoại. Chuyển mạch kênh, vốn là đặc trưng của mạng PSTN truyền thống trong suốt thế kỷ qua đang nhường bước cho chuyển mạch gói trong mạng thế hệ sau vì không còn thích hợp nữa và tỏ ra có nhiều nhược điểm đối với các dịch vụ phi thoại: Sử dụng băng tần không linh hoạt.  Lãng phí tài nguyên hệ thống.  Không có cơ chế phát hiện và sửa lỗi.  Hiệu năng sử dụng không cao...  Để thoả mãn nhu cầu của khách hàng, đồng nghĩa với việc gia tăng lợi nhuận, các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông yêu cầu những giải pháp công nghệ mới thay thế (hoặc bổ sung) cho mạng PSTN. Cùng với sự gia tăng nhu cầu của khách hàng, công nghệ chuyển mạch gói cũng góp phần đưa ngành công nghiệp viễn thông chuyển sang một thời kỳ mới. Công nghệ chuyển mạch gói đưa ra các giải pháp chuyển giao thông tin dưới dạng các gói tin theo phương thức hướng kết nối hay phi kết nối trên các kênh ảo. Mạng chuyển mạch gói có thể được xây dựng theo các giao Phạm Vũ Huy, Đ2001VT 3
  10. Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 1. Tổng quan về mạng NGN thức khác nhau: X25, IP,...trong đó giao thức IP là giao thức đang được quan tâm nhiều nhất. Mạng chuyển mạch gói dựa trên giao thức IP được coi là giải pháp công nghệ đáp ứng được sự gia tăng nhu cầu của khách hàng. Với khả năng của mình, các dạng lưu lượng khác nhau được xử lý hoàn toàn trong suốt trong mạng IP, điều này cho phép mạng IP có khả năng cung cấp các loại dịch vụ phong phú và đa dạng, bao gồm cả các dịch vụ đa phương tiện chứ không riêng gì các dịch vụ thoại. Như vậy, để dáp ứng các yêu cầu đặt ra, các nhà quản trị mạng có 2 sự l ựa chọn, hoặc là xây dựng một cơ sở hạ tầng hoàn toàn mới cho mạng IP hoặc là xây dựng một mạng có khả năng cung cấp các dịch vụ IP bằng cách nâng cấp trên hạ tầng mạng PSTN hiện có. Hạ tầng mạng của thế kỷ 20 không thể được thay thế chỉ trong một sớm, một chiều và vì thế phương án thứ hai là sự lựa chọn đúng đắn – đó là mạng thế hệ sau NGN – Next Generation Network. Như vậy mạng thế hệ sau (NGN: Next Generation Network) đã được hình thành, đó không phải là một cuộc cách mạng mà là một bước phát triển. 1.1.2. Các động lực thúc đẩy sự phát triển của mạng NGN Yếu tố hàng đầu là tốc độ phát triển theo hàm số mũ của nhu cầu truyền dẫn dữ liệu và các dịch vụ dữ liệu là kết quả của tăng trưởng Internet mạnh mẽ. Các hệ thống mạng công cộng hiện nay chủ yếu được xây dựng nhằm truy ền dẫn l ưu lượng thoại, truyền dữ liệu thông tin và video đã được vận chuy ển trên các mạng chồng lấn, tách rời được triển khai để đáp ứng những yêu cầu của chúng. Do vậy, một sự chuyển đổi sang hệ thống mạng chuyển mạch gói tập trung là không thể tránh khỏi khi mà dữ liệu thay thế vị trí của thoại và trở thành nguồn tạo ra lợi nhuận chính. Cùng với sự bùng nổ Internet trên toàn cầu, rất nhiều khả năng mạng thế hệ mới sẽ dựa trên giao thức IP. Tuy nhiên, thoại vẫn là một dịch vụ quan trọng và do đó, những thay đổi này dẫn tới yêu cầu truyền thoại chất lượng cao qua IP. Ngoài những động lực về mặt kỹ thuật thì trong khía cạnh kinh doanh cũng có các động lực dẫn tới sự ra đời của mạng NGN: a. Cải thiện chi phí đầu tư Công nghệ căn bản liên quan đến chuyển mạch kênh truyền thống được cải tiến chậm trễ và chậm triển khai kết hợp với nền công nghiệp máy tính. Các chuyển mạch kênh này hiện đang chiếm phần lớn trong cơ sở hạ tầng PSTN. Tuy nhiên chúng chưa thật sự tối ưu cho mạng truyền số liệu. Kết quả là ngày càng có nhiều dòng lưu lượng số liệu trên mạng PSTN đến mạng Internet và sẽ xuất hiện một giải pháp với định hướng số liệu làm trọng tâm để thiết kế mạng chuyển mạch tương Phạm Vũ Huy, Đ2001VT 4
  11. Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 1. Tổng quan về mạng NGN lai, nền tảng dựa trên công nghệ chuyển mạch gói cho cả thoại và dữ liệu. Các giao diện mở tại từng lớp mạng cho phép nhà khai thác lựa chọn nhà cung cấp có hiệu quả nhất cho từng lớp mạng của họ. Truyền tải dựa trên gói cho phép phân bổ băng tần linh hoạt, loại bỏ nhu cầu nhóm trung kế kích thước cố định cho thoại, nhờ đó giúp các nhà khai thác quản lý mạng dễ dàng hơn, nâng cấp một cách hiệu quả phần mềm trong các nút điều khiển mạng, giảm chi phí khai thác hệ thống. b. Xu thế đổi mới viễn thông Khác với khía cạnh kỹ thuật, quá trình giải thể đang ảnh hưởng mạnh mẽ đến cách thức hoạt động của các nhà khai thác viễn thông lớn trên thế giới. Xuyên suốt quá trình được gọi là “mạch vòng nội hạt không trọn gói”, các luật lệ của chính phủ trên toàn thế giới đã ép buộc các nhà khai thác lớn phải mở cửa để các công ty mới tham gia thị trường cạnh tranh. Trên quan điểm chuyển mạch, các nhà cung cấp thay thế phải có khả năng giành được khách hàng địa phương nhờ đầu tư trực tiếp vào “những dặm cuối cùng” của đường cáp đồng. Điều này dẫn đến việc gia tăng c ạnh tranh. Các mạng NGN thực sự phù hợp để hỗ trợ kiến trúc mạng và các mô hình được luật pháp cho phép khai thác. c. Các nguồn doanh thu mới Dự báo hiện nay cho thấy mức suy giảm trầm trọng của doanh thu thoại và xuất hiện mức tăng doanh thu đột biến do các dịch vụ giá trị gia tăng mang lại. Kết quả là phần lớn các nhà khai thác truyền thống sẽ phải tái định mức mô hình kinh doanh của họ dưới ánh sáng của các dự báo này. Cùng lúc đó, các nhà khai thác mới sẽ tìm kiếm mô hình kinh doanh mới cho phép họ nắm lấy thị phần, mang lại lợi nhuận cao hơn trên thị trường viễn thông. Các cơ hội kinh doanh mới bao gồm các ứng dụng đa dạng tích hợp với các dịch vụ của mạng viễn thông hiện tại, số liệu Internet, các ứng dụng video. 1.2. KHÁI NIỆM VÀ CÁC ĐẶC ĐIỂM CỦA NGN 1.2.1. Khái niệm Mạng viễn thông thế hệ mới có nhiều tên gọi khác nhau, chẳng hạn như: Mạng đa dịch vụ : cung cấp nhiều dịch vụ khác nhau.  Mạng hội tụ : hỗ trợ dịch vụ thoại và dữ liệu, cấu trúc mạng hội tụ.  Mạng phân phối : phân phối tính thông minh cho mọi phần tử trong mạng.  Mạng nhiều lớp : tổ chức nhiều lớp mạng có chức năng độc lập nhưng hỗ  Phạm Vũ Huy, Đ2001VT 5
  12. Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 1. Tổng quan về mạng NGN trợ nhau. Cho tới hiện nay, mặc dù các tổ chức viễn thông quốc tế và các nhà cung cấp thiết bị viễn thông trên thế giới đều rất quan tâm và nghiên cứu về chiến l ược phát triển NGN. Song vẫn chưa có một định nghĩa cụ thể nào chính xác cho mạng NGN. Do đó, định nghĩa mạng NGN nêu ra ở đây không thể bao hàm hết ý nghĩa của mạng thế hệ mới nhưng là khái niệm chung nhất khi đề cập đến NGN. Bắt nguồn từ sự phát triển của công nghệ thông tin, công nghệ chuy ển mạch gói và công nghệ truyền dẫn băng rộng, mạng NGN ra đời là mạng có cơ sở hạ tầng thông tin duy nhất dựa trên công nghệ chuyển mạch gói, triển khai dịch vụ một cách đa dạng và nhanh chóng, đáp ứng sự hội tụ giữa thoại và số liệu, cố định và di động. Hình 1.1. Mạng hợp nhất Như vậy, có thể xem NGN là sự tích hợp mạng PSTN dựa trên kỹ thuật TDM và mạng chuyển mạch gói dựa trên kỹ thuật IP/ATM. Nó có thể truyền tải tất cả các dịch vụ vốn có của PSTN đồng thời có thể cung cấp cho mạng IP một l ượng l ưu lượng dữ liệu lớn, nhờ đó giảm tải cho mạng PSTN. Tuy nhiên, NGN không chỉ đơn thuần là sự hội tụ giữa thoại và dữ liệu mà còn là sự hội tụ giữa truyền dẫn quang và công nghệ gói, giữa mạng cố định và di động. Vấn đề cốt lõi ở đây là làm sao có thể tận dụng hết lợi thế đem đến từ quá trình hội tụ này. Một vấn đề quan trọng khác là sự bùng nổ nhu cầu của người sử dụng cho một khối lượng lớn dịch vụ và ứng dụng phức tạp bao gồm cả đa phương tiện, phần lớn trong số đó không được dự tính khi xây dựng các hệ thống mạng hiện nay. Phạm Vũ Huy, Đ2001VT 6
  13. Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 1. Tổng quan về mạng NGN 1.2.2. Các đặc điểm của mạng NGN Mạng NGN có bốn đặc điểm chính: Nền tảng là hệ thống mạng mở.  Mạng NGN là do mạng dịch vụ thúc đẩy, nhưng dịch vụ phải thực hiện độc  lập với mạng lưới. Mạng NGN là mạng chuyển mạch gói, dựa trên một giao thức thống nhất.  Là mạng có dung lượng ngày càng tăng, có tính thích ứng cũng ngày càng  tăng, có đủ dung lượng để đáp ứng nhu cầu. Trước hết, do áp dụng cơ cấu mở mà: Các khối chức năng của tổng đài truyền thống chia thành các phần tử mạng độc lập, các phần tử được phân theo chức năng tương ứng và phát triển một cách đ ộc lập. Giao diện và giao thức giữa các bộ phận phải dựa trên các tiêu chuẩn tương ứng. Việc phân tách làm cho mạng viễn thông vốn có dần dần đi theo hướng mới, nhà kinh doanh có thể căn cứ vào nhu cầu dịch vụ để tự tổ hợp các phần tử khi tổ chức mạng lưới. Việc tiêu chuẩn hóa giao thức giữa các phần tử có thể thực hiện nối thông giữa các mạng có cấu hình khác nhau. Tiếp đến, mạng NGN là mạng dịch vụ thúc đẩy, với đặc điểm của: Chia tách dịch vụ với điều khiển cuộc gọi.  Chia tách cuộc gọi với truyền tải.  Mục tiêu chính của chia tách là làm cho dịch vụ thực sự độc lập với mạng, thực hiện một cách linh hoạt và có hiệu quả việc cung cấp dịch vụ. Thuê bao có thể tự bố trí và xác định đặc trưng dịch vụ của mình, không quan tâm đến mạng truyền tải dịch vụ và loại hình đầu cuối. Điều đó làm cho việc cung cấp dịch vụ và ứng dụng có tính linh hoạt cao. Thứ ba, NGN là mạng chuyển mạch gói, giao thức thống nhất. Mạng thông tin hiện nay, dù là mạng viễn thông, mạng máy tính hay mạng truyền hình cáp, đ ều không thể lấy một trong các mạng đó làm nền tảng để xây dựng cơ sở hạ tầng thông tin. Nhưng mấy năm gần đây, cùng với sự phát triển của công nghệ IP, người ta mới nhận thấy rõ ràng là mạng viễn thông, mạng máy tính và mạng truyền hình cáp cuối Phạm Vũ Huy, Đ2001VT 7
  14. Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 1. Tổng quan về mạng NGN cùng rồi cũng tích hợp trong một mạng IP thống nhất, đó là xu thế l ớn mà người ta thường gọi là “dung hợp ba mạng”. Giao thức IP làm cho các dịch vụ l ấy IP làm cơ sở đều có thể thực hiện nối thông các mạng khác nhau; con người l ần đ ầu tiên có được giao thức thống nhất mà ba mạng lớn đều có thể chấp nhận đ ược; đặt cơ s ở vững chắc về mặt kỹ thuật cho hạ tầng cơ sở thông tin quốc gia. Giao thức IP thực tế đã trở thành giao thức ứng dụng vạn năng và bắt đầu được sử dụng làm cơ sở cho các mạng đa dịch vụ, mặc dù hiện tại vẫn còn ở thế bất l ợi so với các chuyển mạch kênh về mặt khả năng hỗ trợ lưu lượng thoại và cung cấp chất lượng dịch vụ đảm bảo cho số liệu. Tốc độ đổi mới nhanh chóng trong thế giới Internet, mà nó được tạo điều kiện bởi sự phát triển của các tiêu chuẩn mở sẽ sớm khắc phục những thiếu sót này. 1.3. KIẾN TRÚC MẠNG NGN 1.3.1. Kiến trúc chức năng của mạng NGN Hiện nay chưa có một khuyến nghị chính thức nào của ITU-T về kiến trúc NGN. Nhiều hãng viễn thông lớn đã đưa ra mô hình kiến trúc NGN như Alcatel, Siemens, NEC, Lucent, Ericsson,…và kèm theo là các giải pháp mạng cùng các sản phẩm thiết bị mới. Từ các mô hình này, kiến trúc NGN có đặc điểm chung là bao gồm các lớp chức năng sau: Lớp kết nối (truy nhập, truyền tải/lõi).  Lớp trung gian (truyền thông).  Lớp điều khiển.  Lớp quản lý.  Trong các lớp trên, lớp điều khiển là phức tạp nhất với nhiều loại giao thức, khả năng tương thích giữa các thiết bị của hãng là vấn đề đang đ ược các nhà khai thác quan tâm. Mô hình phân lớp chức năng của mạng NGN: Phạm Vũ Huy, Đ2001VT 8
  15. Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 1. Tổng quan về mạng NGN Hình 1.2. Cấu trúc mạng NGN (góc độ mạng) Xem xét từ góc độ kinh doanh và cung cấp dịch vụ, mô hình cấu trúc NGN còn có thêm lớp ứng dụng/dịch vụ. Trong môi trường phát triển cạnh tranh sẽ có rất nhiều thành phần tham gia kinh doanh trong lớp ứng dụng/dịch vụ. Hình 1.3. Cấu trúc mạng và dịch vụ NGN (góc độ dịch vụ) Phân tích: Kiến trúc mạng NGN sử dụng chuyển mạch gói cho thoại và dữ liệu. Các khối trong tổng đài hiện nay được phân chia thành các lớp mạng riêng lẻ, các l ớp này liên kết với nhau qua các giao diện mở tiêu chuẩn. Sự thông minh của xử lý cuộc gọi cơ bản trong chuyển mạch PSTN thực chất đã được tách ra từ phần cứng của ma trận chuyển mạch. Sự thông minh đó nằm trong một thiết bị tách rời gọi là chuyển mạch mềm (softswitch) hay bộ điều khiển cổng phương tiện MGC (Media Gateway Controller) hay tác nhân cuộc gọi (Call Agent), đóng vai trò phần tử điều khiển trong kiến trúc mạng mới. Các giao diện mở hướng tới các ứng dụng mạng thông minh (IN – Intelligent Network) và các máy chủ Phạm Vũ Huy, Đ2001VT 9
  16. Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 1. Tổng quan về mạng NGN ứng dụng (Aplication Server) mới tạo điều kiện dễ dàng cho việc cung cấp dịch vụ và đảm bảo đưa ra thị trường trong thời gian ngắn. Tại lớp trung gian (truyền thông), các cổng phương tiện (MG) được đưa vào sử dụng để thích ứng thoại và các phương tiện khác với mạng chuyển mạch gói. Các MG này được sử dụng để phối ghép hoặc với thiết bị đầu cuối của khách hàng (RG – Residential Gateway), hoặc với các mạng truy nhập (AG – Access Gateway), hoặc với mạng PSTN (TGW – Trunk Gateway). Các máy chủ phương tiện đặc biệt thực hiện nhiều chức năng khác nhau, chẳng hạn như cung cấp các âm quay số hoặc bản tin thông báo. Ngoài ra, chúng còn có các chức năng tiên tiến hơn như: tr ả l ời bằng tiếng nói tương tác và biến đổi văn bản sang tiếng nói hoặc ngược lại. Hình 1.4. Cấu trúc chức năng của NGN Các giao diện mở của kiến trúc cho phép các dịch vụ mới được triển khai nhanh chóng. Đồng thời tạo thuận lợi cho việc triển khai các phương thức kinh doanh mới bằng cách chia tách chuỗi giá trị truyền thống hiện tại thành nhiều dịch vụ có thể do các hãng khác nhau cung cấp. Phạm Vũ Huy, Đ2001VT 10
  17. Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 1. Tổng quan về mạng NGN Hình 1.5. Cấu trúc hệ thống chuyển mạch đa dịch vụ Hệ thống chuyển mạch NGN được phân thành bốn lớp riêng biệt thay vì tích hợp thành một hệ thống như công nghệ chuyển mạch kênh hiện nay, đó là: l ớp ứng dụng, lớp điều khiển, lớp truyền thông, lớp truy nhập và truyền tải. Các giao diện mở có sự tách biệt giữa dịch vụ và truyền dẫn cho phép các dịch vụ mới được đ ưa vào nhanh chóng, dễ dàng. Đồng thời nhà khai thác có thể chọn lựa nhà cung cấp thiết bị tốt nhất cho từng lớp trong mô hình mạng NGN. Phạm Vũ Huy, Đ2001VT 11
  18. Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 1. Tổng quan về mạng NGN 1.3.2. Cấu trúc vật lý Hình 1.6. Cấu trúc vật lý của NGN NGN cần được hiểu rõ là mạng thế hệ sau hay mạng thế hệ kế tiếp mà không phải là mạng hoàn toàn mới, nên khi xây dựng và phát triển mạng theo xu hướng NGN, người ta chú ý đến vấn đề kết nối mạng thế hệ sau với mạng hiện hành và tận dụng các thiết bị viễn thông hiện có trên mạng nhằm đạt đ ược hiệu quả khai thác tối đa. 1.4. CÁC PHẦN TỬ TRONG MẠNG NGN Xét cấu trúc tổng thể cho mạng NGN theo MSF: Phạm Vũ Huy, Đ2001VT 12
  19. Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 1. Tổng quan về mạng NGN Hình 1.7. Kiến trúc tổng thể cho mạng NGN 1.4.1. Media Gateway (MG) MG cung cấp phương tiện để truyền tải thông tin thoại, dữ liệu, fax và video giữa mạng gói IP và mạng PSTN. Trong mạng PSTN, dữ liệu thoại đ ược mang trên kênh DS0. Để truyền dữ liệu này vào mạng gói, mẫu thoại cần được nén lại và đóng gói. Đặc biệt ở đây người ta sử dụng một bộ xử lý tín hiệu số DSP (Digital Signal Processor) thực hiện các chức năng: chuyển đổi AD (Analog to Digital), nén mã thoại/ audio, triệt tiếng dội, bỏ khoảng lặng, mã hóa, tái tạo tín hiệu thoại, truyền các tín hiệu DTMF,… MG có các chức năng sau:  Truyền dữ liệu thoại sử dụng giao thức thời gian thực (RTP – Real Time Protocol).  Cung cấp khe thời gian T1 hay tài nguyên xử lý tín hiệu số (DSP) dưới sự điều khiển của MGC. Đồng thời quản lý tài nguyên DSP cho dịch vụ này.  Hỗ trợ các giao thức đã có như loop – start, ground – start, E&M, CAS, QSIG và ISDN qua T1.  Quản lý tài nguyên và kết nối T1.  Cung cấp khả năng thay nóng các card T1 hay DSP.  Có phần mềm MG dự phòng. Phạm Vũ Huy, Đ2001VT 13
  20. Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 1. Tổng quan về mạng NGN  Cho phép khả năng mở rộng MG về: cổng (port), cards, các nút, mà không làm thay đổi các thành phần khác. Hình 1.8. Cấu trúc của MG 1.4.2. Media Gateway Controller (MGC)  MGC là đơn vị chức năng cơ bản của chuyển mạch mềm, và cũng thường được gọi là Call Agent hay Bộ điều khiển cổng (Gateway Controller), hay chuyển mạch mềm. Hình 1.9 trình bày kết nối của MGC với các thành phần khác của mạng NGN.  MGC điều khiển xử lý cuộc gọi, còn MG và SG sẽ thực hiện truyền thông. MGC điều khiển SG thiết lập và kết thúc cuộc gọi. Ngoài ra còn giao tiếp với hệ thống OSS và BSS.  MGC chính là chiếc cầu nối giữa các mạng có đặc tính khác nhau như PSTN, SS7, mạng IP. Nó chịu trách nhiệm quản lý lưu lượng thoại và dữ liệu qua các mạng khác nhau.  Một MGC kết hợp với MG, SG tạo thành cấu hình tối thiểu cho chuyển mạch mềm. a. Các chức năng của MGC (Hình 1.9) Phạm Vũ Huy, Đ2001VT 14
nguon tai.lieu . vn
Thạc sĩ - Tiến sĩ - Cao học Công nghệ thông tin Kinh tế - Thương mại Tài chính - Ngân hàng Kiến trúc - Xây dựng Điện-Điện tử-Viễn thông Cơ khí - Chế tạo máy Công nghệ - Môi trường Báo cáo khoa học Quản trị kinh doanh Khoa học xã hội Khoa học tự nhiên Nông - Lâm - Ngư Y khoa - Dược