Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh phát triển mạnh mẽ của công nghệ thông tin và viễn thông, mạng thế hệ sau (Next Generation Network - NGN) đã trở thành xu hướng tất yếu nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng đa dạng và phức tạp của người dùng. Theo ước tính, đến năm 2010, các nhà mạng lớn trên thế giới và Việt Nam đều tập trung chuyển đổi công nghệ mạng truyền thống sang NGN để nâng cao hiệu quả khai thác, giảm chi phí vận hành và mở rộng dịch vụ. Mạng NGN dựa trên công nghệ chuyển mạch gói, tích hợp đa dịch vụ thoại, dữ liệu và đa phương tiện trên một nền tảng duy nhất, giúp tối ưu hóa tài nguyên mạng và nâng cao chất lượng dịch vụ.

Tuy nhiên, trong thực tế, nhiều tổng đài PSTN hiện hữu như Alcatel 1000E10 vẫn đang được sử dụng rộng rãi tại các tỉnh thành như Cần Thơ, Sóc Trăng, Vũng Tàu, gây khó khăn cho việc chuyển đổi đồng bộ sang NGN. Do đó, việc nghiên cứu cấu hình chuyển đổi hợp lý từ tổng đài Alcatel 1000E10 của PSTN sang NGN là vấn đề cấp thiết nhằm đảm bảo quá trình chuyển đổi diễn ra hiệu quả, không gián đoạn dịch vụ và tận dụng tối đa hạ tầng hiện có.

Mục tiêu nghiên cứu tập trung vào việc phân tích mạng NGN, đánh giá định hướng phát triển của VNPT, khảo sát cấu trúc tổng đài Alcatel 1000E10 và đề xuất cấu hình chuyển đổi hợp lý từ PSTN sang NGN trên cơ sở sử dụng các tổng đài này. Phạm vi nghiên cứu bao gồm các tổng đài Alcatel 1000E10 đang hoạt động tại các khu vực trọng điểm của Việt Nam, với thời gian thực hiện từ tháng 4 đến tháng 8 năm 2006. Kết quả nghiên cứu góp phần hỗ trợ VNPT trong việc hoạch định chiến lược chuyển đổi mạng, nâng cao chất lượng dịch vụ và giảm thiểu chi phí đầu tư.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình mạng NGN, bao gồm:

  • Mô hình kiến trúc mạng NGN: Mạng NGN được phân thành bốn lớp chính gồm lớp truy nhập, lớp chuyển tải dịch vụ, lớp điều khiển và lớp ứng dụng/dịch vụ. Mô hình này cho phép tách biệt chức năng, tăng tính linh hoạt và khả năng mở rộng mạng.

  • Các giao thức điều khiển cuộc gọi: Giao thức BICC (Bearer Independent Call Control) được ITU-T phát triển nhằm hỗ trợ chuyển đổi từ mạng TDM sang mạng IP, đảm bảo tương thích với các dịch vụ hiện có. Giao thức SIP (Session Initiation Protocol) và MEGACO/H248 cũng được nghiên cứu để điều khiển các thiết bị media gateway trong mạng NGN.

  • Khái niệm tổng đài mềm (Softswitch): Softswitch đóng vai trò trung tâm điều khiển cuộc gọi trong mạng NGN, thay thế các tổng đài truyền thống, hỗ trợ đa dịch vụ và giao tiếp với các thiết bị mạng khác qua các giao thức chuẩn.

  • Các thành phần mạng NGN: Media Gateway (MG), Signalling Gateway (SG), Media Server, Feature Server và các thiết bị truy nhập tích hợp (IAD) là các phần tử cấu thành mạng NGN, mỗi phần tử đảm nhận chức năng riêng biệt trong việc truyền tải và xử lý dịch vụ.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp tổng hợp và phân tích tài liệu kỹ thuật, kết hợp khảo sát thực tế tại các tổng đài Alcatel 1000E10 của VNPT tại các tỉnh thành như Cần Thơ, Sóc Trăng, Vũng Tàu. Cỡ mẫu nghiên cứu bao gồm các tổng đài đang hoạt động với quy mô lớn, đại diện cho mạng PSTN hiện hữu.

Phương pháp chọn mẫu là phương pháp chọn mẫu phi xác suất, tập trung vào các tổng đài có quy mô và tầm ảnh hưởng lớn trong mạng lưới VNPT. Phân tích dữ liệu được thực hiện bằng phương pháp mô hình hóa cấu trúc mạng, đánh giá hiệu quả kỹ thuật và kinh tế của các phương án chuyển đổi.

Timeline nghiên cứu được chia thành các giai đoạn: chuẩn bị (18/04 - 25/04/2006), thu thập và phân tích dữ liệu (26/04 - 26/07/2006), hoàn thiện luận văn (26/07 - 26/08/2006) và nộp luận văn (26/08 - 30/08/2006).

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Đặc điểm và kiến trúc mạng NGN: Mạng NGN có kiến trúc mở, linh hoạt với bốn lớp phân tách rõ ràng, cho phép tích hợp đa dịch vụ trên nền tảng chuyển mạch gói. Năng lực xử lý của hệ thống Alcatel 1000E10 được nâng cấp lên đến 8 triệu BHCA, tốc độ chuyển mạch ATM có thể đạt 80 Gbit/s, đáp ứng tốt nhu cầu truyền tải đa dịch vụ.

  2. Định hướng phát triển mạng NGN của VNPT: VNPT đã xác định chuyển đổi mạng PSTN sang NGN là chiến lược trọng điểm đến năm 2010, với việc phân vùng lưu lượng theo vùng địa lý, giảm số lớp điều khiển từ 4 xuống 1, tối ưu hóa chi phí và nâng cao chất lượng dịch vụ. Mạng NGN của VNPT được tổ chức thành 5 vùng lưu lượng chính, đảm bảo khả năng mở rộng và quản lý hiệu quả.

  3. Thực trạng tổng đài Alcatel 1000E10: Tổng đài này đang được sử dụng phổ biến tại nhiều tỉnh thành, có cấu trúc phân hệ rõ ràng với các thành phần như Media Gateway, Signalling Gateway, Softswitch và các thiết bị truy nhập. Tuy nhiên, tổng đài này dựa trên công nghệ TDM truyền thống, cần được chuyển đổi để tương thích với mạng NGN.

  4. Đề xuất cấu hình chuyển đổi hợp lý: Phương án chuyển đổi dựa trên việc lựa chọn giao thức kết nối phù hợp như BICC, SIP-T, MEGACO/H248 để đảm bảo tương thích giữa PSTN và NGN. Việc sử dụng Softswitch làm bộ điều khiển trung tâm, kết hợp Media Gateway để chuyển đổi luồng thoại và dữ liệu, giúp giảm tải cho PSTN, đồng thời duy trì chất lượng dịch vụ.

Thảo luận kết quả

Kết quả nghiên cứu cho thấy việc chuyển đổi từ tổng đài Alcatel 1000E10 sang mạng NGN không chỉ là xu hướng công nghệ mà còn là yêu cầu cấp thiết để nâng cao hiệu quả khai thác mạng viễn thông. Việc phân tích chi tiết kiến trúc mạng NGN và các giao thức điều khiển cuộc gọi giúp xác định các điểm cần chuyển đổi và tích hợp.

So sánh với các nghiên cứu khác, đề xuất cấu hình chuyển đổi của luận văn phù hợp với xu hướng phát triển mạng NGN toàn cầu, đồng thời đáp ứng các yêu cầu đặc thù của VNPT về phân vùng lưu lượng và bảo toàn vốn đầu tư. Việc áp dụng các giao thức như BICC và SIP-T giúp đảm bảo tính tương thích và khả năng mở rộng trong tương lai.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ mô hình kiến trúc mạng NGN, bảng so sánh các giao thức điều khiển cuộc gọi và sơ đồ kết nối tổng đài PSTN với mạng NGN, giúp minh họa rõ ràng các bước chuyển đổi và cấu hình đề xuất.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Triển khai Softswitch làm bộ điều khiển trung tâm: VNPT cần ưu tiên lắp đặt Softswitch tại các trung tâm mạng NGN để điều khiển cuộc gọi và quản lý dịch vụ, nhằm nâng cao hiệu quả vận hành và giảm chi phí bảo trì. Thời gian thực hiện dự kiến trong vòng 2 năm.

  2. **Sử dụng