Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh phát triển mạnh mẽ của công nghệ thông tin và viễn thông, mạng thế hệ mới (Next Generation Network - NGN) đã trở thành xu hướng tất yếu nhằm đáp ứng nhu cầu hội tụ giữa thoại và dữ liệu, cũng như đa dạng hóa các dịch vụ viễn thông. Theo báo cáo dự báo lưu lượng thoại của VNPT giai đoạn 2007-2017, lưu lượng thoại qua mạng cố định và di động có xu hướng tăng trưởng đột biến, đồng thời các dịch vụ mới như truyền hình, dữ liệu và thương mại điện tử ngày càng được quan tâm. Tuy nhiên, mạng viễn thông hiện tại vẫn tồn tại nhiều hạn chế như chi phí đầu tư cao, thiếu linh hoạt trong quản lý và vận hành, cũng như khó khăn trong việc tích hợp các dịch vụ đa phương tiện.

Luận văn tập trung nghiên cứu phương án thiết lập mạng báo hiệu NGN của VNPT, nhằm xây dựng cấu trúc hệ thống báo hiệu phù hợp, đánh giá hiện trạng mạng báo hiệu SS7 và đề xuất các giải pháp kết nối báo hiệu giữa mạng PSTN và NGN. Phạm vi nghiên cứu bao gồm hệ thống mạng báo hiệu của VNPT trong giai đoạn 2010-2015, với mục tiêu nâng cao hiệu quả quản lý, giảm chi phí vận hành và tạo nền tảng phát triển các dịch vụ viễn thông đa dạng. Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc hỗ trợ VNPT chuyển đổi mạng lưới, đáp ứng yêu cầu cạnh tranh ngày càng gay gắt trên thị trường viễn thông.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình nghiên cứu về mạng NGN, bao gồm:

  • Mô hình kiến trúc mạng NGN: Chia mạng thành năm lớp chức năng gồm lớp ứng dụng, điều khiển, truyền tải, truy nhập và quản lý. Mạng NGN sử dụng công nghệ chuyển mạch gói, hỗ trợ đa dịch vụ và khả năng mở rộng linh hoạt.

  • Các giao thức báo hiệu trong NGN: Nghiên cứu các giao thức như SIP (Session Initiation Protocol), MGCP (Media Gateway Control Protocol), H.248/MEGACO, SIGTRAN và BICC (Bearer Independent Call Control) để điều khiển và quản lý các cuộc gọi, dịch vụ đa phương tiện.

  • Công nghệ chuyển mạch mềm (Softswitch): Là thành phần trung tâm trong lớp điều khiển của NGN, Softswitch xử lý các chức năng điều khiển cuộc gọi, quản lý dịch vụ và kết nối các mạng khác nhau như PSTN, IP, ATM.

Các khái niệm chính bao gồm: chuyển mạch gói, giao thức báo hiệu, Softswitch, Media Gateway, Signaling Gateway, và kiến trúc mạng mở.

Phương pháp nghiên cứu

Luận văn sử dụng phương pháp nghiên cứu kết hợp giữa lý thuyết và thực tiễn:

  • Nguồn dữ liệu: Thu thập số liệu từ hệ thống mạng báo hiệu của VNPT, các tài liệu chuẩn quốc tế của ITU, IETF, ETSI, cùng các báo cáo kỹ thuật và dự báo lưu lượng thoại.

  • Phương pháp phân tích: Phân tích cấu trúc mạng hiện tại, đánh giá hiệu quả các giao thức báo hiệu, mô phỏng các phương án kết nối giữa PSTN và NGN sử dụng Softswitch và Media Gateway. So sánh ưu nhược điểm của các giải pháp dựa trên các tiêu chí như chi phí, hiệu suất, khả năng mở rộng.

  • Timeline nghiên cứu: Nghiên cứu tập trung vào giai đoạn 2010-2015, phù hợp với kế hoạch phát triển mạng NGN của VNPT, đồng thời tham khảo các xu hướng công nghệ mới nhất trên thế giới.

Cỡ mẫu nghiên cứu bao gồm toàn bộ hệ thống mạng báo hiệu VNPT và các thiết bị đầu cuối liên quan. Phương pháp chọn mẫu dựa trên tính đại diện và khả năng thu thập dữ liệu thực tế.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Hiện trạng mạng báo hiệu SS7 của VNPT còn nhiều hạn chế: Hệ thống báo hiệu liên tỉnh và quốc tế sử dụng SS7 truyền thống có chi phí vận hành cao, khả năng mở rộng hạn chế. Theo số liệu thu thập, lưu lượng thoại quốc tế qua mạng SS7 dự kiến tăng khoảng 15% mỗi năm trong giai đoạn 2010-2015, gây áp lực lớn lên hệ thống.

  2. Mạng NGN với kiến trúc mở và công nghệ chuyển mạch mềm phù hợp với xu thế phát triển: Mạng NGN cho phép hội tụ thoại, dữ liệu và dịch vụ đa phương tiện trên nền tảng IP, giảm chi phí đầu tư và vận hành khoảng 30% so với mạng PSTN truyền thống. Softswitch đóng vai trò trung tâm trong việc điều khiển và quản lý các dịch vụ đa dạng.

  3. Các giao thức báo hiệu SIP, MGCP, H.248 và SIGTRAN được chuẩn hóa và ứng dụng hiệu quả trong mạng NGN: SIP hỗ trợ linh hoạt trong thiết lập và quản lý phiên truyền thông đa phương tiện, MGCP và H.248 điều khiển Media Gateway, SIGTRAN cho phép truyền tín hiệu SS7 qua mạng IP với độ tin cậy cao. So sánh cho thấy SIGTRAN giúp giảm độ trễ báo hiệu xuống dưới 50ms, cải thiện chất lượng dịch vụ.

  4. Phương án kết nối báo hiệu giữa PSTN và NGN sử dụng Softswitch và Media Gateway là tối ưu: Phương án này cho phép chuyển đổi linh hoạt giữa các mạng, hỗ trợ đa dịch vụ và giảm thiểu gián đoạn dịch vụ. Dự báo lưu lượng thoại qua kết nối này tăng khoảng 20% mỗi năm, phù hợp với kế hoạch mở rộng mạng của VNPT.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân của các hạn chế trong mạng báo hiệu hiện tại chủ yếu do kiến trúc mạng PSTN cũ kỹ, không linh hoạt và chi phí bảo trì cao. Việc áp dụng mạng NGN với Softswitch và các giao thức báo hiệu chuẩn quốc tế giúp giải quyết các vấn đề này, đồng thời tạo điều kiện thuận lợi cho việc triển khai các dịch vụ mới như VoIP, hội nghị truyền hình, và dịch vụ đa phương tiện.

So sánh với các nghiên cứu trong ngành, kết quả phù hợp với xu hướng chuyển đổi mạng viễn thông toàn cầu, trong đó nhiều nhà mạng lớn đã triển khai NGN để nâng cao hiệu quả và giảm chi phí. Việc sử dụng SIGTRAN để truyền tín hiệu SS7 qua IP cũng được đánh giá cao về mặt kỹ thuật và kinh tế.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ tăng trưởng lưu lượng thoại, bảng so sánh chi phí vận hành giữa mạng PSTN và NGN, cũng như sơ đồ kiến trúc mạng NGN và các giao thức báo hiệu được áp dụng.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Triển khai đồng bộ mạng NGN trên toàn hệ thống VNPT trong giai đoạn 2010-2015: Tập trung đầu tư vào Softswitch, Media Gateway và hạ tầng IP để đảm bảo khả năng mở rộng và đa dịch vụ. Chủ thể thực hiện là ban kỹ thuật và đầu tư của VNPT.

  2. Áp dụng các giao thức báo hiệu chuẩn quốc tế như SIP, MGCP, H.248 và SIGTRAN: Đào tạo nhân lực kỹ thuật, xây dựng quy trình vận hành và bảo trì phù hợp nhằm nâng cao chất lượng dịch vụ và giảm thiểu sự cố. Thời gian thực hiện trong 2 năm đầu của giai đoạn nghiên cứu.

  3. Xây dựng phương án kết nối báo hiệu PSTN-NGN sử dụng Softswitch và Media Gateway: Đảm bảo chuyển đổi mượt mà, không gián đoạn dịch vụ, đồng thời tối ưu hóa chi phí vận hành. Chủ thể thực hiện là phòng nghiên cứu phát triển và vận hành mạng.

  4. Tăng cường giám sát, quản lý lưu lượng và chất lượng dịch vụ trên mạng NGN: Sử dụng các công cụ giám sát hiện đại, thiết lập cảnh báo sớm để xử lý kịp thời các sự cố. Thời gian triển khai liên tục trong suốt giai đoạn nghiên cứu.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Các nhà quản lý và kỹ sư mạng viễn thông: Nắm bắt kiến thức về kiến trúc NGN, các giao thức báo hiệu và phương án kết nối mạng, phục vụ cho việc hoạch định và triển khai mạng lưới.

  2. Các nhà nghiên cứu và sinh viên ngành công nghệ thông tin, viễn thông: Tìm hiểu sâu về công nghệ chuyển mạch mềm, giao thức báo hiệu và ứng dụng thực tiễn trong mạng NGN.

  3. Các nhà cung cấp thiết bị và giải pháp viễn thông: Hiểu rõ yêu cầu kỹ thuật và xu hướng phát triển mạng NGN để phát triển sản phẩm phù hợp với thị trường Việt Nam.

  4. Các doanh nghiệp viễn thông và nhà khai thác mạng: Áp dụng các giải pháp tối ưu trong vận hành, nâng cao chất lượng dịch vụ và giảm chi phí đầu tư, đồng thời phát triển các dịch vụ mới đa dạng.

Câu hỏi thường gặp

  1. Mạng NGN khác gì so với mạng PSTN truyền thống?
    Mạng NGN sử dụng công nghệ chuyển mạch gói dựa trên IP, hỗ trợ đa dịch vụ (thoại, dữ liệu, video) trên cùng một nền tảng, trong khi PSTN là mạng chuyển mạch kênh truyền thống chỉ hỗ trợ thoại. NGN có khả năng mở rộng linh hoạt và chi phí vận hành thấp hơn.

  2. Softswitch có vai trò gì trong mạng NGN?
    Softswitch là thành phần trung tâm trong lớp điều khiển của NGN, chịu trách nhiệm điều khiển cuộc gọi, quản lý dịch vụ và kết nối các mạng khác nhau như PSTN, IP, ATM. Nó giúp giảm chi phí và tăng tính linh hoạt trong quản lý mạng.

  3. Các giao thức báo hiệu nào được sử dụng phổ biến trong NGN?
    Các giao thức phổ biến gồm SIP (quản lý phiên truyền thông đa phương tiện), MGCP và H.248 (điều khiển Media Gateway), SIGTRAN (truyền tín hiệu SS7 qua IP), BICC (điều khiển cuộc gọi độc lập với loại tải).

  4. Làm thế nào để kết nối mạng PSTN với NGN?
    Phương án tối ưu là sử dụng Softswitch kết hợp Media Gateway để chuyển đổi tín hiệu và giao thức giữa PSTN và NGN, đảm bảo chuyển đổi mượt mà, hỗ trợ đa dịch vụ và giảm thiểu gián đoạn.

  5. SIGTRAN có ưu điểm gì so với truyền tín hiệu SS7 truyền thống?
    SIGTRAN cho phép truyền tín hiệu SS7 qua mạng IP với độ tin cậy cao, giảm độ trễ báo hiệu xuống dưới 50ms, tăng khả năng mở rộng và giảm chi phí vận hành so với mạng SS7 truyền thống.

Kết luận

  • Mạng NGN với kiến trúc mở và công nghệ chuyển mạch mềm là xu hướng tất yếu để đáp ứng nhu cầu đa dịch vụ và hội tụ viễn thông hiện đại.
  • Các giao thức báo hiệu chuẩn quốc tế như SIP, MGCP, H.248, SIGTRAN và BICC được ứng dụng hiệu quả trong mạng NGN của VNPT.
  • Phương án kết nối báo hiệu giữa PSTN và NGN sử dụng Softswitch và Media Gateway giúp giảm chi phí, nâng cao hiệu quả vận hành và hỗ trợ đa dịch vụ.
  • Việc triển khai mạng NGN cần đồng bộ, có kế hoạch rõ ràng trong giai đoạn 2010-2015, kết hợp đào tạo nhân lực và nâng cấp hạ tầng.
  • Khuyến nghị các nhà mạng, nhà cung cấp và nghiên cứu viên tiếp tục hoàn thiện và ứng dụng các giải pháp NGN để nâng cao chất lượng dịch vụ và khả năng cạnh tranh trên thị trường viễn thông.

Hành động tiếp theo: VNPT cần đẩy mạnh đầu tư vào Softswitch, Media Gateway và hạ tầng IP, đồng thời áp dụng các giao thức báo hiệu chuẩn để hoàn thiện mạng NGN, tạo nền tảng phát triển dịch vụ viễn thông đa dạng và hiện đại.