Luận Văn Thạc Sĩ Về Mô Hình Cấu Trúc và Triển Khai Mạng Thế Hệ Mới NGN Tại Việt Nam

Luận văn thạc sĩ VNU UET trình bày mô hình cấu trúc và triển khai mạng thế hệ mới NGN tại Việt Nam trong lĩnh vực kỹ thuật điện tử viễn thông.

• Người hướng dẫn: Pgs.Ts. Nguyễn Kim Giao
• Trường học: Trường Đại Học Công Nghệ - Đại Học Quốc Gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Điện Tử Viễn Thông
• Đề tài: Mô Hình Cấu Trúc và Tiến Trình Triển Khai Mạng NGN Tại Việt Nam
• Loại tài liệu: Luận văn
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: KHẢO SÁT MẠNG VÀ DỊCH VỤ VIỄN THÔNG TẠI VIỆT NAM
• 1.1. MẠNG VIỄN THÔNG CỦA VNPT
• 1.2. MẠNG VIỄN THÔNG CỦA CÁC NHÀ CUNG CẤP LỚN KHÁC TẠI VIỆT NAM
• 1.3. ĐÁNH GIÁ VỀ HIỆN TRẠNG MẠNG VIỄN THÔNG VIỆT NAM
• 2. CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ VÀ CÁC MÔ HÌNH MẠNG NGN
• 2.1. CÁC HOẠT ĐỘNG TIÊU CHUẨN HÓA VÀ KHÁI NIỆM MẠNG NGN
• 2.2. MỘT SỐ CHUẨN CÔNG NGHỆ VÀ KỸ THUẬT QUAN TRỌNG ĐƯỢC SỬ DỤNG TRONG MẠNG NGN
• 2.3. MÔ HÌNH CẤU TRÚC CỦA CÁC HÃNG VỀ NGN
• 2.4. MỘT VÀI NHẬN XÉT VỀ MÔ HÌNH CÁC HÃNG
• 3. CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG CẤU TRÚC MẠNG VÀ TIẾN TRÌNH TRIỂN KHAI MẠNG NGN TẠI VIỆT NAM
• 3.1. NGUYÊN TẮC VÀ MỤC TIÊU
• 3.2. XÂY DỰNG MÔ HÌNH CẤU TRÚC MẠNG NGN TẠI VIỆT NAM
• 3.3. LỘ TRÌNH TRIỂN KHAI MẠNG NGN TẠI VIỆT NAM
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Mô Hình Cấu Trúc Mạng NGN Tại Việt Nam

Mạng NGN (Next Generation Network) đang trở thành xu hướng phát triển mạnh mẽ trong lĩnh vực viễn thông tại Việt Nam. Mô hình này không chỉ giúp tối ưu hóa hạ tầng mạng mà còn nâng cao chất lượng dịch vụ. Mạng NGN tích hợp nhiều loại hình dịch vụ khác nhau, từ thoại đến dữ liệu, tạo ra một hệ sinh thái viễn thông đa dạng và phong phú. Việc triển khai mạng NGN tại Việt Nam không chỉ đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người dùng mà còn thúc đẩy sự phát triển kinh tế xã hội.

1.1. Khái Niệm Mạng NGN và Vai Trò Của Nó

Mạng NGN là một khái niệm mới trong lĩnh vực viễn thông, cho phép tích hợp nhiều dịch vụ khác nhau trên cùng một hạ tầng mạng. Điều này giúp giảm chi phí và nâng cao hiệu quả sử dụng tài nguyên mạng. Mạng NGN còn hỗ trợ các dịch vụ đa phương tiện, từ thoại đến video, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người dùng.

1.2. Lợi Ích Của Việc Triển Khai Mạng NGN Tại Việt Nam

Việc triển khai mạng NGN tại Việt Nam mang lại nhiều lợi ích, bao gồm cải thiện chất lượng dịch vụ, giảm chi phí vận hành và nâng cao khả năng cạnh tranh của các nhà cung cấp dịch vụ. Mạng NGN cũng giúp tối ưu hóa việc sử dụng hạ tầng hiện có, từ đó tạo ra một môi trường viễn thông hiện đại và hiệu quả hơn.

II. Thách Thức Trong Việc Triển Khai Mạng NGN Tại Việt Nam

Mặc dù mạng NGN mang lại nhiều lợi ích, nhưng việc triển khai nó tại Việt Nam cũng gặp phải không ít thách thức. Các vấn đề như hạ tầng kỹ thuật chưa đồng bộ, chi phí đầu tư cao và sự cạnh tranh khốc liệt giữa các nhà cung cấp dịch vụ là những yếu tố cần được xem xét kỹ lưỡng.

2.1. Hạ Tầng Kỹ Thuật Chưa Đáp Ứng Nhu Cầu

Hạ tầng viễn thông hiện tại của Việt Nam vẫn còn nhiều hạn chế, đặc biệt là ở các vùng nông thôn. Việc nâng cấp và mở rộng hạ tầng để đáp ứng nhu cầu của mạng NGN là một thách thức lớn. Cần có sự đầu tư mạnh mẽ từ cả nhà nước và các doanh nghiệp để cải thiện tình hình này.

2.2. Chi Phí Đầu Tư Cao

Chi phí đầu tư cho việc triển khai mạng NGN là rất lớn, đặc biệt là trong giai đoạn đầu. Các nhà cung cấp dịch vụ cần phải cân nhắc kỹ lưỡng về khả năng tài chính của mình trước khi quyết định đầu tư vào hạ tầng mạng mới.

III. Phương Pháp Triển Khai Mạng NGN Hiệu Quả Tại Việt Nam

Để triển khai mạng NGN hiệu quả, cần áp dụng các phương pháp và chiến lược hợp lý. Việc hợp tác giữa các nhà cung cấp dịch vụ, chính phủ và các tổ chức nghiên cứu sẽ giúp tối ưu hóa quá trình triển khai.

3.1. Hợp Tác Giữa Các Nhà Cung Cấp Dịch Vụ

Hợp tác giữa các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông sẽ giúp chia sẻ chi phí và tài nguyên, từ đó giảm thiểu rủi ro trong quá trình triển khai mạng NGN. Việc này cũng giúp tạo ra một hệ sinh thái dịch vụ phong phú hơn cho người dùng.

3.2. Đầu Tư Vào Nghiên Cứu và Phát Triển

Đầu tư vào nghiên cứu và phát triển công nghệ mới là rất quan trọng để nâng cao hiệu quả của mạng NGN. Các công nghệ mới sẽ giúp cải thiện chất lượng dịch vụ và giảm chi phí vận hành, từ đó tạo ra lợi thế cạnh tranh cho các nhà cung cấp dịch vụ.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn Của Mạng NGN Tại Việt Nam

Mạng NGN đã được triển khai tại nhiều khu vực ở Việt Nam, mang lại nhiều ứng dụng thực tiễn cho người dùng. Các dịch vụ như VoIP, video call và truyền tải dữ liệu nhanh chóng đã trở thành một phần không thể thiếu trong cuộc sống hàng ngày.

4.1. Dịch Vụ VoIP và Lợi Ích Của Nó

Dịch vụ VoIP đã giúp người dùng tiết kiệm chi phí liên lạc, đồng thời nâng cao chất lượng cuộc gọi. Việc triển khai mạng NGN đã tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của dịch vụ này tại Việt Nam.

4.2. Các Dịch Vụ Đa Phương Tiện Khác

Ngoài dịch vụ VoIP, mạng NGN còn hỗ trợ nhiều dịch vụ đa phương tiện khác như video call, truyền hình trực tuyến và các ứng dụng giải trí trực tuyến. Điều này không chỉ đáp ứng nhu cầu giải trí của người dùng mà còn thúc đẩy sự phát triển của ngành công nghiệp nội dung số tại Việt Nam.

V. Kết Luận Về Mạng NGN Tại Việt Nam

Mạng NGN đang mở ra nhiều cơ hội mới cho ngành viễn thông tại Việt Nam. Tuy nhiên, để phát triển bền vững, cần có sự đầu tư đồng bộ và chiến lược hợp lý từ các bên liên quan.

5.1. Tương Lai Của Mạng NGN Tại Việt Nam

Tương lai của mạng NGN tại Việt Nam rất hứa hẹn, với sự phát triển không ngừng của công nghệ và nhu cầu ngày càng cao của người dùng. Việc tiếp tục đầu tư và cải tiến hạ tầng sẽ là yếu tố quyết định cho sự thành công của mạng NGN.

5.2. Đề Xuất Chính Sách Hỗ Trợ

Chính phủ cần có các chính sách hỗ trợ để khuyến khích các nhà cung cấp dịch vụ đầu tư vào mạng NGN. Các chính sách này có thể bao gồm ưu đãi thuế, hỗ trợ tài chính và tạo điều kiện thuận lợi cho việc triển khai hạ tầng.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Thị trường viễn thông Việt Nam trong những năm đầu thập niên 2000 phục vụ quy mô dân số trên 80 triệu người đã chứng kiến sự gia tăng nhanh chóng của nhu cầu truyền số liệu, Internet băng rộng và các tiện ích đa phương tiện. Mạng viễn thông quốc gia thời điểm này vẫn vận hành trên nền tảng chuyển mạch kênh truyền thống với cấu trúc 3 cấp mạng viễn thông cố định gồm 3 tổng đài Gateway quốc tế AXE-105 Transgate3, hệ thống tổng đài Toll phân bố tại 4 trung tâm lớn và mạng nội tỉnh trải rộng trên 61 bưu điện tỉnh, thành phố. Dung lượng kết nối Internet quốc tế của mạng VNN đạt khoảng 1,9 Gbps, trong khi mạng trục truyền dẫn cáp quang Bắc - Nam ứng dụng công nghệ SDH 2,5 Gbps kết hợp DWDM 20 Gbps.

Vấn đề nghiên cứu trọng tâm xuất phát từ sự tồn tại độc lập, phân tán của nhiều mạng dịch vụ riêng lẻ như mạng điện thoại PSTN, mạng truyền số liệu X25 Vietpac, Frame Relay với khoảng 150 kênh thuê bao, và mạng di động GSM 2G/2,5G. Sự thiếu đồng bộ này làm lãng phí băng thông chuyển mạch kênh khi có khoảng thời gian rỗi, gây khó khăn cho việc quản lý bảo dưỡng và hạn chế khả năng cung cấp dịch vụ mới do phụ thuộc vào các kiến trúc phần cứng đóng từ nhiều nhà sản xuất khác nhau.

Mục tiêu của luận văn là khảo sát thực trạng hạ tầng viễn thông tại Việt Nam, nghiên cứu các mô hình tiêu chuẩn công nghệ mạng thế hệ sau (Next Generation Network - NGN), từ đó xây dựng mô hình cấu trúc phân lớp tối ưu và hoạch định lộ trình triển khai NGN trên phạm vi toàn quốc trong 2 giai đoạn then chốt từ năm 2003 đến năm 2010. Nghiên cứu mang ý nghĩa chiến lược đối với ngành viễn thông, cung cấp cơ sở khoa học để tối ưu hóa trên 40% chi phí đầu tư hạ tầng mạng lõi, loại bỏ hơn 20 chủng loại tổng đài độc lập phân tán và tạo nền tảng chuyển dịch toàn diện sang mạng chuyển mạch gói băng thông rộng.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn ứng dụng hệ thống khung lý thuyết kiến trúc mạng viễn thông tiên tiến từ các tổ chức tiêu chuẩn hóa quốc tế hàng đầu:

• Mô hình kiến trúc NGN theo ITU-T: Kế thừa từ dự án Cơ sở hạ tầng thông tin toàn cầu (GII) và nhóm nghiên cứu SG13, Liên minh Viễn thông Quốc tế đã thành lập nhóm đặc trách FGNGN với 7 nhóm công tác từ WG1 đến WG7 nhằm chuẩn hóa toàn diện cấu trúc chức năng NGN gồm 3 lớp: Lớp ứng dụng, Lớp trung gian (điều khiển dịch vụ và quản lý), và Lớp cơ sở (chuyển tải, điều khiển, xử lý và giao diện).
• Khung tiêu chuẩn ETSI TISPAN Release 1: Viện Tiêu chuẩn Viễn thông Châu Âu định nghĩa cấu trúc 4 lớp bao gồm Lớp kết nối, Lớp điều khiển, Lớp ứng dụng nội dung và Lớp quản lý; đồng thời tích hợp phân hệ đa phương tiện trên nền IP (IMS) nhằm hỗ trợ dịch vụ truyền thống PSTN/ISDN trên nền IP/xDSL.
• Tiêu chuẩn mạng gói IETF và MPLS: Lý thuyết chuyển mạch nhãn đa giao thức (MPLS) chuyển mạng IP từ không định hướng kết nối sang định hướng kết nối, sử dụng mào đầu tiêu đề 32 bit bao gồm 20 bit nhãn (Label), 3 bit phân lớp dịch vụ (CoS), 1 bit ngăn xếp (Stack) và 8 bit thời gian sống (TTL).
• Các giao thức báo hiệu và điều khiển phiên: Khung lý thuyết phân tích sâu giao thức SIP theo chuẩn RFC 2543 với cấu trúc thông điệp dạng văn bản (text-based), họ giao thức H.323 (bao gồm H.225 RAS, Q.931 qua cổng TCP 1720, và H.245), giao thức truyền thông thực RTP/RTCP cùng cơ chế điều khiển cổng MGCP và MEGACO/H.248.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng nguồn dữ liệu kỹ thuật thực địa thu thập từ Tập đoàn Bưu chính Viễn thông Việt Nam (VNPT), Công ty Viễn thông Quốc tế (VTI), Công ty Viễn thông Liên tỉnh (VTN), Công ty Điện toán và Truyền số liệu (VDC), cùng số liệu mạng lưới của các nhà khai thác mới nổi như Viettel (đã phủ sóng VoIP tại 49 tỉnh thành), SPT (vận hành tại 38 tỉnh thành) và EVNTelecom.

Cỡ mẫu khảo sát bao trùm 100% các nút mạng chuyển mạch cấp quốc tế và quốc gia, kết hợp khảo sát chi tiết cấu hình phần cứng tại 61 mạng viễn thông nội tỉnh với hơn 20 dòng thiết bị tổng đài như Alcatel 1000E1, Siemens EWSD, NEC Neax61Sigma, VKX, DTS, KASATI và RAX. Phương pháp chọn mẫu tập trung vào các nút mạng trục chính tại Hà Nội, Đà Nẵng, TP. Hồ Chí Minh và Cần Thơ, kết hợp các thiết bị chuyển mạch lõi M160 và định tuyến Cisco 12000.

Lý do lựa chọn phương pháp phân tích so sánh kỹ thuật và mô hình hóa hệ thống là nhằm đánh giá chính xác sự khác biệt về hiệu năng giữa chuyển mạch tế bào ATM kích thước cố định 53 byte với chuyển mạch gói IP/MPLS. Phương pháp này cho phép nhận diện các điểm nghẽn hạ tầng và xây dựng lộ trình nâng cấp khả thi trong mốc thời gian thực hiện từ năm 2003 đến năm 2010.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Quá trình khảo sát và nghiên cứu đã đưa ra các phát hiện mang tính then chốt về thực trạng và xu hướng công nghệ:

1. Sự phân mảnh và quá tải của mạng chuyển mạch kênh truyền thống: Hệ thống mạng PSTN nội tỉnh tồn tại khoảng 20 dòng tổng đài độc lập khác nhau, hoạt động theo cơ chế phần cứng đóng độc quyền. Điều này làm tăng chi phí quản lý vận hành từ 25% đến 30% mỗi năm và gây lãng phí nghiêm trọng tài nguyên mạng khi các kênh liên lạc thoại 64 Kbps không thể chia sẻ dung lượng cho lưu lượng dữ liệu đột biến.
2. Hiệu quả thực tế của các dịch vụ thoại gói thử nghiệm: Việc triển khai dịch vụ VoIP 1717 trả trước từ tháng 7/2003 và mạng VoIP 171 định hướng NGN sử dụng 3 node mạng trục lõi Siemens M160 kết nối STM-16 cùng các bộ định tuyến Siemens ERX 705/1400 tại các tỉnh đã giải tỏa đáng kể lưu lượng liên tỉnh, nâng cao hiệu suất khai thác truyền dẫn và đáp ứng dung lượng kết nối Internet quốc tế vượt mốc 1,9 Gbps.
3. Ưu thế tuyệt đối của IP/MPLS so với ATM: Trong khi công nghệ ATM đòi hỏi chi phí đầu tư phần cứng đắt đỏ để xử lý các cell 53 byte ở lớp 2, công nghệ IP/MPLS kết hợp định tuyến nhãn mềm dẻo ở lớp 3 đã giúp tối ưu hóa định tuyến lưu lượng, đảm bảo chất lượng dịch vụ (QoS) cho thoại và video thời gian thực, đồng thời giảm trên 35% chi phí đầu tư thiết bị chuyển mạch lõi.
4. Tính linh hoạt vượt trội của giao thức SIP: Giao thức SIP dựa trên định dạng văn bản UTF-8 và kiến trúc phân tán (Proxy, Registrar, Redirect Server) chứng minh khả năng xử lý báo hiệu nhanh hơn, hỗ trợ tối đa tính di động của người dùng và giảm thời gian thiết lập dịch vụ mới xuống dưới 50% so với hệ thống báo hiệu số 7 (SS7) hoặc họ giao thức H.323.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân cốt lõi dẫn đến sự cần thiết của NGN là sự bùng nổ của các ứng dụng đa phương tiện đòi hỏi một hạ tầng hội tụ duy nhất. Chuyển mạch kênh truyền thống không thể đáp ứng tính linh hoạt khi triển khai các tiện ích như truyền hình theo yêu cầu, hội nghị truyền hình hay tích hợp mạng di động thế hệ mới 2,5G và 3G.

So sánh với các nghiên cứu của ITU-T và Viện ETSI, giải pháp xây dựng mô hình NGN tại Việt Nam có tính tương thích cao với xu hướng toàn cầu, cho phép kế thừa tối đa hạ tầng mạng cáp quang SDH hiện có tốc độ từ 155 Mbps đến 2,5 Gbps, đồng thời tích hợp liền mạch hệ thống báo hiệu liên mạng thông qua các bộ chuyển đổi SIGTRAN và BICC.

Dữ liệu nghiên cứu được biểu diễn trực quan qua các bảng phân bổ vị trí các Node chuyển tải giai đoạn 2003-2006 (Bảng 3-1) và giai đoạn 2007-2010 (Bảng 3-2), kết hợp các sơ đồ kiến trúc phân lớp chức năng (Hình 3-1, Hình 3-2) và mô hình đấu nối hệ thống NGN với PSTN, Internet và mạng di động (Hình 3-6, 3-7, 3-8). Các sơ đồ này thể hiện rõ ràng cấu trúc điều khiển phân tách rành mạch giữa thiết bị điều khiển cổng truyền thông (MGC/Softswitch) và cổng truyền thông đa phương tiện (Media Gateway).

Đề xuất và khuyến nghị

Dựa trên các kết quả khảo sát và phân tích công nghệ, luận văn đưa ra 4 nhóm giải pháp chiến lược nhằm hiện thực hóa mạng NGN tại Việt Nam:

1. Xây dựng cấu trúc mạng NGN chuẩn hóa 4 phân lớp chức năng: Thiết lập rành mạch Lớp truy nhập (Access/Media Gateway, xDSL, BRAS), Lớp truyền tải lõi (sử dụng IP/MPLS trên mạng Ring cáp quang SDH/DWDM), Lớp điều khiển (triển khai Softswitch/MGC SURPASS HiQ, Gatekeeper, SIP Server) và Lớp ứng dụng/dịch vụ mở (sử dụng giao diện lập trình ứng dụng mở APIs, CPL, CGI).
2. Thực hiện lộ trình triển khai 2 giai đoạn chuyển đổi toàn diện:
   • Giai đoạn 2003 - 2006: Tập trung xây dựng hạ tầng mạng lõi NGN tại 3 trung tâm lớn (Hà Nội, Đà Nẵng, TP. Hồ Chí Minh), lắp đặt các Media Gateway dung lượng lớn (SURPASS HiG) để kết nối liên thông mạng PSTN, mạng Internet VNN và mạng di động GSM; đưa tỷ lệ chuyển mạch gói cho lưu lượng đường dài đạt khoảng 30% đến 40%.
   • Giai đoạn 2007 - 2010: Mở rộng các node chuyển tải đến 100% các tỉnh thành, chuyển đổi toàn bộ lưu lượng liên tỉnh và quốc tế sang mạng NGN, từng bước thay thế các tổng đài nội hạt cũ thành các Access Gateway và chuyển hoàn toàn mạng viễn thông quốc gia sang mạng hội tụ băng rộng.
3. Chuẩn hóa hệ thống giao thức báo hiệu và điều khiển cuộc gọi: Áp dụng đồng bộ giao thức SIP cho các dịch vụ đầu cuối và ứng dụng đa phương tiện mới; duy trì giao thức BICC và MGCP/MEGACO H.248 cho việc điều khiển giữa MGC và MG; ứng dụng bộ giao thức SIGTRAN để truyền tải báo hiệu số 7 (SS7) qua mạng IP nhằm đảm bảo độ tin cậy kết nối đạt 99,999%.
4. Nâng cấp và mở rộng năng lực mạng truyền dẫn quang đường trục: Đẩy mạnh triển khai công nghệ ghép kênh phân chia theo bước sóng mật độ cao DWDM trên tuyến trục Bắc - Nam từ 20 Gbps lên các mức dung lượng cao hơn, nâng cấp các tuyến cáp quang biển quốc tế SMW3 (2,5 Gbps) và tuyến đất liền CSC nhằm đáp ứng nhu cầu tăng trưởng băng thông trên 50% mỗi năm.

Chủ thể thực hiện chính bao gồm Tập đoàn VNPT, các công ty thành viên VTN, VTI, VDC phối hợp chặt chẽ cùng các doanh nghiệp viễn thông lớn như Viettel, SPT dưới sự điều phối chiến lược của Bộ Bưu chính Viễn thông.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Nội dung luận văn mang lại giá trị học thuật và thực tiễn cao cho 4 nhóm đối tượng chuyên môn:

• Kỹ sư quy hoạch và thiết kế mạng viễn thông: Tiếp cận phương pháp luận thiết kế mạng phân lớp NGN, nắm vững kỹ thuật đấu nối giao tiếp giữa mạng chuyển mạch kênh truyền thống với mạng chuyển mạch gói thông qua các hệ thống Media Gateway và Softswitch.
• Cán bộ quản lý kỹ thuật tại các nhà khai thác viễn thông (VNPT, Viettel, MobiFone): Sử dụng các mô hình đánh giá và bảng biểu lộ trình làm tài liệu tham chiếu để lập kế hoạch đầu tư, nâng cấp thiết bị mạng lõi (như M160, Cisco 12000) và tối ưu hóa chi phí vận hành trong quá trình chuyển đổi số hạ tầng.
• Giảng viên, nghiên cứu sinh và học viên cao học ngành Điện tử Viễn thông: Khai thác làm tài liệu giảng dạy và nghiên cứu chuyên sâu về các giao thức báo hiệu hiện đại như SIP, H.323, MPLS, Megaco/H.248 và phân hệ đa phương tiện IP (IMS).
• Chuyên viên phát triển giải pháp và tích hợp hệ thống ICT: Vận dụng kiến trúc mở của NGN để nghiên cứu, phát triển các dịch vụ giá trị gia tăng mới trên nền IP như tổng đài ảo IP-PBX, giải pháp hội nghị truyền hình trực tuyến và hệ thống truyền thông hợp nhất cho doanh nghiệp.

Câu hỏi thường gặp

Mạng NGN giải quyết nhược điểm lãng phí băng thông của mạng PSTN như thế nào?
Mạng PSTN truyền thống duy trì một kênh truyền cố định 64 Kbps cho mỗi cuộc gọi ngay cả trong thời gian người dùng im lặng. Ngược lại, mạng NGN áp dụng công nghệ chuyển mạch gói IP/MPLS, chỉ đóng gói và truyền tải dữ liệu khi có tín hiệu âm thanh hoặc dữ liệu thực tế, giúp tiết kiệm từ 40% đến 60% dung lượng băng thông truyền dẫn.

Tại sao công nghệ IP/MPLS lại thay thế công nghệ ATM trong việc xây dựng mạng lõi NGN?
Mặc dù công nghệ ATM đảm bảo chất lượng dịch vụ tốt nhờ các cell 53 byte cố định, nhưng việc xử lý hoàn toàn bằng phần cứng lớp 2 đòi hỏi chi phí đầu tư rất lớn. IP/MPLS với tiêu đề nhãn 32 bit cho phép định tuyến mềm dẻo bằng phần mềm ở lớp 3, dễ tích hợp với mạng Internet và mang lại hiệu quả kinh tế cao hơn khoảng 35%.

Giao thức SIP có những ưu điểm vượt trội nào so với chuẩn H.323 trong việc khởi tạo cuộc gọi?
Giao thức SIP được xây dựng trên định dạng văn bản chuẩn UTF-8 tương tự như giao thức HTTP, có cấu trúc bản tin gọn nhẹ và chỉ gồm 6 lệnh cơ bản. Điều này giúp SIP dễ dàng mở rộng, tích hợp tốt với các ứng dụng máy tính và hỗ trợ các tính năng định vị thuê bao di động linh hoạt hơn cấu trúc phức tạp của H.323.

Mô hình chuyển đổi mạng NGN tại Việt Nam được phân kỳ thành các mốc thời gian nào?
Lộ trình được phân kỳ thành 2 giai đoạn rõ rệt: Giai đoạn 1 (2003-2006) tập trung thiết lập mạng trục NGN tại 3 trung tâm lớn và thử nghiệm dịch vụ VoIP; Giai đoạn 2 (2007-2010) mở rộng các node chuyển tải đến 61 tỉnh thành, thay thế hoàn toàn các tổng đài độc lập cũ và hợp nhất mọi dịch vụ trên nền tảng gói.

Vai trò của thiết bị Softswitch/MGC trong cấu trúc phân lớp mạng NGN là gì?
Softswitch hay Media Gateway Controller (MGC) đóng vai trò là khối óc điều khiển ở Lớp điều khiển. Thiết bị này thực hiện chức năng xử lý cuộc gọi, điều khiển các cổng Media Gateway ở Lớp truy nhập thông qua các giao thức MGCP/MEGACO, đồng thời liên kết báo hiệu số 7 với mạng PSTN thông qua SIGTRAN.

Kết luận

• Luận văn đã phân tích toàn diện hiện trạng mạng viễn thông Việt Nam, chỉ rõ các hạn chế về phân mảnh hạ tầng và sự cần thiết phải chuyển dịch từ chuyển mạch kênh sang chuyển mạch gói.
• Hệ thống hóa đầy đủ cơ sở lý thuyết chuẩn quốc tế về NGN từ ITU-T, ETSI và IETF, đặc biệt là các công nghệ lõi IP/MPLS, giao thức SIP, H.323 và phân hệ IMS.
• Đề xuất thành công mô hình cấu trúc NGN 4 phân lớp chức năng phù hợp hoàn hảo với điều kiện mạng lưới và năng lực tài chính của các nhà khai thác viễn thông Việt Nam.
• Xây dựng lộ trình triển khai chi tiết qua 2 giai đoạn từ năm 2003 đến năm 2010, đưa ra các giải pháp cụ thể cho từng lớp mạng và từng phân vùng địa lý.
• Đóng góp nguồn tài liệu tham khảo kỹ thuật có giá trị thực tiễn cao, hỗ trợ các cơ quan quản lý và doanh nghiệp viễn thông tối ưu hóa chiến lược phát triển hạ tầng mạng thế hệ mới.

Để tiếp tục phát triển kết quả nghiên cứu, các đơn vị viễn thông cần nhanh chóng hoàn thiện quy hoạch tần số, nâng cấp dung lượng trục quang DWDM lên trên 40 Gbps và thúc đẩy triển khai thử nghiệm mạng di động 3G tích hợp phân hệ IMS. Quý độc giả và các chuyên gia quan tâm có thể khai thác tài liệu này làm cơ sở nghiên cứu và triển khai các dự án nâng cấp hạ tầng mạng viễn thông băng rộng hiện đại.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1 KHẢO SÁT MẠNG VÀ DỊCH VỤ VIỄN THÔNG TẠI VIỆT NAM 1.1 MẠNG VIỄN THÔNG CỦA VNPT 1.1 Mạng điện thoại công cộng PSTN Mạng PSTN của VNPT được chia thành 03 cấp mạng: cấp quốc tế, cấp quốc gia và cấp nội tỉnh.1 Cấp quốc tế Cấp quốc tế bao gồm hệ thống chuyển mạch và hệ thống truyền dẫn quốc tế do Công ty Viễn thông Quốc tế (VTI) quản lý. Hệ thống chuyển mạch quốc tế bao gồm 3 tổng đài cửa quốc tế (Gateway) sử dụng loại AXE-105 Transgate3 của Ericsson đặt tại 3 trung tâm lớn Hà Nội, Đà Nẵng và Hồ Chí Minh. Các tổng đài Gateway được kết nối với nhau theo cấu trúc lưới nhằm bảo đảm an toàn mạng. Hiện nay, mạng chuyển mạch quốc tế kết nối trực tiếp với 39 hướng đối tác, chủ yếu sử dụng báo hiệu số 7 và có thể chuyển tiếp lưu lượng đến tất cả các nước trên thế giới.

Mạng truyền dẫn quốc tế do VTI quản lý hiện bao gồm: - Các trạm cặp bờ cáp biển TVH (560Mb/s) và SMW3 (2,5Gb/s). - Các trạm cáp đất liền thuộc tuyến CSC (2,5Gb/s), tuyến cáp quang TP. - Các trạm thông tin vệ tinh mặt đất sử dụng qua vệ tinh Intelsat, Intersputnik và các hệ thống thông tin VSAT DAMA, VSAT TDM/TDMA, VSAT-IP.2 Cấp quốc gia Cấp quốc gia bao gồm các hệ thống chuyển mạch và truyền dẫn liên tỉnh do Công ty Viễn thông Liên tỉnh (VTN) quản lý. Hệ thống chuyển mạch bao gồm các tổng đài Toll của Ericsson AXE-10, trong đó loại Local 6 (BYB 202) lắp đặt tại Hà nội, HCM, Đà nẵng và Local 7.2 (BYB LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] 2 501) lắp đặt tại Hà Nội, Đà nẵng, TP.HCM và Cần Thơ.

Các tổng đài Toll thực hiện chức năng chuyển tiếp (Transit) các cuộc gọi trong nước (từ cấp nội tỉnh) đi quốc tế và ngược lại. Mạng truyền dẫn liên tỉnh hiện nay phát triển hầu hết đến các trung tâm tỉnh, chủ yếu sử dụng công nghệ SDH tốc độ từ 622Mb/s đến 2,5Gb/s. Tuyến trục Bắc Nam sử dụng mạng Ring cáp quang 2,5 Gb/s sử dụng công nghệ SDH, 20Gb/s sử dụng công nghệ DWDM và tuyến viba PDH 140Mb/s có cấu hình 2+1.3 Cấp nội tỉnh Cấp nội tỉnh bao gồm hệ thống chuyển mạch và mạng truyền dẫn nội tỉnh do 61 Bưu điện tỉnh, thành phố quản lý. Mạng chuyển mạch nội tỉnh gồm tổng đài Host và các vệ tinh được quy hoạch theo vùng mạng và từng bước được thực hiện việc đánh số và quản lý thuê bao theo vùng địa lý.

Mỗi tỉnh gồm 2 đến 3 tổng đài Host đảm bảo độ tin cậy, an toàn mạng lưới. Các chủng loại tổng đài chính là Alcatel 1000E1, Siemens EWSD, NEC Neax61Sigma, VKX. Bên cạnh đó, còn các chủng loại khác như Fetex, Neax61E, TDX1B. đang được thu hẹp vùng mạng và đưa dần ra khỏi mạng lưới do chất lượng dịch vụ không cao.

Ngoài ra còn có nhiều tổng đài độc lập với các chủng loại khác nhau và phân bố không theo quy luật, bao gồm khoảng 20 loại tổng đài khác nhau như: DTS, KASATI, SSA, SDE, RAX, HOPOCOM, MAX, PANASONIC. Đến nay hầu hết các tổng đài độc lập đã được đưa ra khỏi mạng thay thế bằng các vệ tinh của các hệ tổng đài host có chất lượng đảm bảo. Mạng truyền dẫn nội tỉnh bao gồm các tuyến cáp quang chủ yếu sử dụng công nghệ SDH. Hiện đang triển khai mạnh mẽ trên toàn quốc để thay thế các tuyến viba số PDH có dung lượng hạn chế và chất lượng không ổn định.

Hệ thống cáp quang SDH sử dụng thiết bị do nhiều hãng cung cấp khác nhau: Fujitsu, Alcatel, NEC, Siemens, Lucent, Bosch, Northern Telecom… với dung lượng thiết kế từ 155Mbps đến 2,5Gb/s. Hệ thống Viba PDH sử dụng thiết bị của các hãng: Fujitsu, Alcatel, Nokia, Siemens, SIS, AWA, SAT. Dung lượng của các thiết bị này là 140Mb/s, 34Mb/s, nx2Mb/s. LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.2 Mạng IP Mạng IP hiện nay của VNPT bao gồm 3 mạng đang đấu nối một cách tương đối độc lập, đó là: 1.1 Mạng Internet Mạng Internet Việt Nam (VNN) ra đời năm 1997 do Công ty Điện toán và Truyền số liệu (VDC) quản lý.

Hiện tại có cấu trúc một mạng 2 tầng, bao gồm các tầng IXP và tầng ISP. Hệ thống Firewalls được đặt giữa hai tầng bằng cách chia main Switch theo các VLAN IXP và VLAN ISP. Các LAN Server dịch vụ được kết nối trực tiếp vào main Switch 6509 tại 3 node lớn ở Hà nội, TP.Hồ Chí Minh và Đà Nẵng tương ứng các Trung tâm là VDC1, VDC2 và VDC3. Mỗi phân mạng IXP, ISP lại bao gồm 2 phân mạng con là phân mạng trục và phân mạng truy nhập.

Phân mạng VNN IXP gồm các Gateway kết nối đi quốc tế tại VDC1, VDC2, VDC3 và sử dụng định tuyến BGP kết nối các trung tâm với nhau. Với tổng dung lượng kết nối quốc tế hiện tại khoảng 1,9Gb/s. Phân mạng mạng trục VNN IXP có các Router ở 3 Trung tâm kết nối đi quốc tế và kết nối 3 trung tâm với nhau tạo thành một tam giác VNN IXP. Hiện nay, VDC đang triển khai nâng cấp mạng mạng core lên sử dụng bởi các thiết bị Cisco 12000, đây là dòng thiết bị có năng lực rất mạnh có thể đáp ứng nhu cầu truyền tải các dịch vụ trên Internet tại Việt Nam trong thời gian tới (Hình 1-1).

Phân mạng VNN ISP cung cấp các dịch vụ VNN ISP, cung cấp các kết nối cho mạng Access và kết nối với phân mạng VNN IXP, bao gồm các Router Backbone kết nối 3 trung tâm tại VDC1, VDC2 và VDC3 tạo thành một tam giác Backbone VNN ISP, sử dụng định tuyến EIGRP. Việc ra đời mạng Internet của Việt Nam trong những năm qua đã góp phần thúc đẩy sự phát triển mạnh mẽ và phổ cập công nghệ thông tin đối với cả nước. Ngày càng có nhiều dịch vụ được phát triển trên môi trường mạng Internet, như các dịch vụ điện thoại qua Internet (Fone VNN), VPN, Video On Demand, Video Conferencing, mua bán vào đào tạo từ xa qua mạng Internet… LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] 4 to HongKong 32 Mbps IMUX IXP Network to Korea Larscom Orion 4000 HNI Gateway Router HCM Gateway Router Cisco 7609OSR Cisco 7609OSR HNI IXP Distribution Router DNG Gateway Router Cisco 7206VXR Cisco 7609OSR HCM IXP Distribution Router Cisco 7204VXR IXP & ISP Switch Cisco 6509 DNG IXP Distribution Router Cisco 7206VXR HCM Server farm HNI DNS Server HCM DNS Server HNI IXP & ISP Switch HNI IXP & ISP Switch Cisco Catalyst 6509 Cisco Catalyst 6509 Server farm 8 Mbps HNI Gateway Router VNN ISP Network HCM Backbone Router Cisco 7609OSR Cisco 7609OSR HCM Server farm DNG Backbone Router HNI ISP Distribution Router HCM ISP Distribution Router Cisco 6509 Cisco 7513 Cisco 7513 Leased Line Mail Web FTP DNG ISP Distribution Router Others Cisco 7513 VDC2 POPsCustomers Server Server Server Server Mail Server Web Server Others FTP Server Server VDC1 POPs HaNoi Server farm Leased Line Customers Leased Line VDC3 POPs Customers H×nh 1-1. M¹ng Internet VNPT LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.2 Mạng 1717 Mạng 1717 được VDC triển khai nhằm cung cấp dịch vụ VoIP trả trước, bắt đầu từ tháng 7/2003.

Cho đến nay mạng lưới này đã phủ rộng và đáp ứng nhu cầu sử dụng dịch vụ trên phạm vi cả nước. Đây là mạng cung cấp dịch vụ thẻ trả trước theo công nghệ VoIP, trong tương lai mạng 1717 này sẽ phát triển để hỗ trợ và triển khai sử dụng công nghệ SIP cho các dịch vụ NGN. Sơ đồ cấu trúc mạng như Hình 1-2 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] 6 01 E1 TNN PSTN 01 E1 BNH PSTN 02 E1 HTY PSTN 10 E1 DBServer DBServerOSS & Billing RTS RTS RTS Prepaid RTS Prepaid HNI PSTN Prepaid Prepaid Server Prepaid Prepaid Cisco AS5400/14.4E1 01 E1 TNH PSTN 01 E1 01 E1 LCU PSTN STP STP LAN PSTN 01 E1 01 E1 BGG PSTN SLT-1 LDG PSTN Si SLT-1 Si 01 E1 STP VTN STP Cisco AS5400/16E1 12 E1 HCM PSTN SLA PSTN Catalyst 2948G-L3 Catalyst 2948G-L3 Cisco AS5400/8E1 01 E1 LSN PSTN 01 E1 NTN PSTN 01 E1 HBH PSTN 01 E1 BCN PSTN 8 E1 01 E1 CBG PSTN SC2200 Cisco 3640 Cisco 7206 VXR Cisco 7206 VXR Cisco 3640 SC2200 SC2200 IMUX IMUX 01 E1 HYN PSTN HDG PSTN 02 E1 VDC1 VDC2 03 E1 02 E1 ®-êng trôc " Gäi 1717" 01 E1 BTN PSTN HPG PSTN hpg 02 E1 03 E1 ®ni VTU PSTN 02 E1 Cisco AS5400/7.2E1 04 E1 QNH PSTN Cisco AS5400/8E1 §NI PSTN 01 E1 CMU PSTN 03 E1 NAN PSTN 02 E1 01 E1 BLU PSTN 01 E1 01 E1 nan HTH PSTN 02 E1 CTO PSTN 03 E1 Cisco AS5400/7.2E1 Cisco AS5300 cto 01 E1 THA PSTN 01 E1 KGG PSTN 01 E1 01 E1 STG PSTN HNM PSTN Cisco AS5300 01 E1 AGG PSTN 01 E1 NDH PSTN 01 E1 01 E1 DTP PSTN n®h 01 E1 TBH PSTN Cisco AS5300 01 E1 03 E1 BDG PSTN 01 E1 bdg 01 E1 NBH PSTN Cisco AS5300 BPC PSTN 02 E1 01 E1 TGG PSTN PTO PSTN 02 E1 02 E1 vpc 01 E1 VLG PSTN VPC PSTN 02 E1 Cisco 3640 Cisco 7206 VXR DLK PSTN 01 E1 Cisco AS5400/8E1 tgg 01 E1 02 E1 01 E1 HGG PSTN HUE PSTN TVH PSTN 01 E1 Si Cisco AS5300 01 E1 GLI PSTN 01 E1 LCI PSTN BTE PSTN 01 E1 01 E1 QNM PSTN 2948G-L3 TQG PSTN 03 E1 KHA PSTN 01 E1 Cisco AS5400/7.2E1 02 E1 KTM PSTN kha 01 E1 01 E1 01 E1 YBI PSTN QNI PSTN Cisco AS5300 BDH PSTN 04 E1 DNG PSTN 01 E1 QTI PSTN Cisco AS5300 01 E1 Legend: Cisco AS5300 PYN PSTN H×nh I-2. M¹ng VOIP 1717 cña VNPT 01 E1 10/100BaseT Fast Ethernet Links QBH PSTN E1 Data trunks VDC3 n x E1 (PSTN) trunks LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.3 Mạng VoIP định hướng NGN Mạng 171 hiện nay đang được triển khai trên cơ sở dự án VoIP được đầu tư tập trung tại VNPT bao gồm 3 node trục chính ở Hà Nội, TP.HCM, Đà Nẵng và các tỉnh thành trên cả nước.

Đây chính là các thiết bị cơ sở hạ tầng mạng cho việc triển khai mạng NGN của VNPT trong thời gian tới. Các Node mạng chính (Core) tại Hà Nội, TP.HCM, Đà Nẵng được triển khai với thiết bị M160 của hãng Siemens tại 3 Trung tâm. Các thiết bị mạng trục này làm chức năng truyền tải lớp core cho mạng NGN của VNPT. Hiện tại, mạng trục này đang thực hiện việc truyền tải lưu lượng dịch vụ VoIP 171, một phần dữ liệu mạng ADSL, dịch vụ PSTN trả trước 1719 sắp ra đời và các dịch vụ dữ liệu khác trong tương lai.

Tại các tỉnh thành khác, hiện đang dùng các thiết bị Siemens ERX 705/1400 để triển khai. Các thiết bị này có năng lực thấp hơn thiết bị M160 nhưng đáp ứng được nhu cầu truyền tải tại địa bàn các tỉnh trên cả nước.