Nghiên cứu hệ thống mạng mới tại Đại học Quốc gia Hà Nội

Luận văn nghiên cứu xây dựng phòng thử nghiệm mạng thế hệ sau ngn testlab, cung cấp giải pháp tối ưu cho phát triển công nghệ mạng hiện đại.

• Trường học: Đại học Quốc gia Hà Nội
• Đề tài: Nghiên cứu hệ thống mạng mới tại Đại học Quốc gia Hà Nội
• Loại tài liệu: luận văn
• Năm xuất bản: 2008
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: MỘT SỐ VẤN ĐỀ DỊCH VỤ VÀ CÔNG NGHỆ THỜI KỲ CHUYỂN ĐỔI SANG MẠNG VIỄN THÔNG THẾ HỆ SAU (NGN)
• 1.1. Xu hướng phát triển của dịch vụ viễn thông
• 1.2. Những bất cập của mạng thế hệ hiện nay
• 1.3. Xu thế phát triển của kiến trúc mạng

Tóm tắt

I. Tổng Quan Nghiên Cứu Hệ Thống Mạng Mới tại ĐHQGHN

Môi trường cạnh tranh trong lĩnh vực viễn thông ngày càng trở nên khốc liệt. Chất lượng dịch vụ trở thành chìa khóa dẫn tới thành công. Bên cạnh đó, nhu cầu về các dịch vụ truyền thông mới từ phía khách hàng cũng ngày càng gia tăng nhanh chóng. Để đáp ứng các nhu cầu đó, đòi hỏi phải có một sự thay đổi trong công nghệ truyền thông. Trên cơ sở đó mạng viễn thông thế hệ sau (NGN - Next Generation Network) đã ra đời. NGN bắt đầu được nhắc đến từ năm 1998, NGN là mạng truyền tải thông tin trên cơ sở chuyển mạch gói, cung cấp đa dịch vụ, đa phương tiện, hỗ trợ đa giao thức, băng thông rộng để đảm bảo cung cấp các dịch vụ với mức QOS theo yêu cầu. Mạng thế hệ sau (NGN) được xây dựng trên tiêu chí mở, các giao thức chuẩn và giao diện thân thiện, có thế đáp ứng được hầu hết nhu cầu của các đối tượng sử dụng.

1.1. Giới thiệu về Dự án Nghiên cứu Mạng tại VNU

Dự án nghiên cứu mạng tại Đại học Quốc gia Hà Nội tập trung vào việc xây dựng một hệ thống mạng tiên tiến, đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng về băng thông và chất lượng dịch vụ. Dự án này không chỉ cải thiện cơ sở hạ tầng mạng hiện có mà còn mở ra cơ hội cho các ứng dụng mới trong giáo dục và nghiên cứu. Theo tài liệu gốc, việc xây dựng một phòng thử nghiệm thiết bị mạng và dịch vụ viễn thông NGN TestLab theo tiêu chí "có cấu trúc NGN" là cần thiết.

1.2. Mục tiêu của Nghiên cứu Mạng Thế hệ Mới ĐHQGHN

Mục tiêu chính của nghiên cứu là tạo ra một hệ thống mạng linh hoạt, có khả năng mở rộng và dễ dàng tích hợp các công nghệ mới. Hệ thống này phải đảm bảo an toàn, bảo mật và hiệu suất cao, đồng thời hỗ trợ các dịch vụ đa phương tiện và ứng dụng IoT. Mạng 5G cũng là một phần quan trọng trong tầm nhìn phát triển của dự án. NGN TestLab là mô hình mạng NGN hoàn chỉnh thu gọn, có chức năng: Kiểm tra, thử nghiệm các thiết bị, dịch vụ trước khi đưa vào mạng lưới thực tế.

II. Thách Thức Triển Khai Hệ Thống Mạng Mới tại ĐHQGHN

Việc triển khai một hệ thống mạng mới tại ĐHQGHN đối mặt với nhiều thách thức. Đầu tiên, cần phải đảm bảo tính tương thích với cơ sở hạ tầng hiện có. Thứ hai, vấn đề bảo mật mạng là một ưu tiên hàng đầu, đặc biệt khi hệ thống kết nối với nhiều thiết bị và người dùng khác nhau. Thứ ba, việc quản lý và duy trì hệ thống đòi hỏi đội ngũ chuyên gia có trình độ cao và kinh nghiệm. Cuối cùng, chi phí đầu tư và vận hành cũng là một yếu tố quan trọng cần được xem xét kỹ lưỡng. Để tăng tính cạnh tranh bảo đảm an toàn cho mạng cũng như người sử dụng dịch vụ, giảm thiểu thời gian kiến tạo, triển khai và đưa vào khai thác các dịch vụ mới, việc xây dựng một phòng thử nghiệm thiết bị mạng và dịch vụ viễn thông NGN TestLab theo tiêu chí "có cấu trúc NGN " là cần thiết.

2.1. Vấn đề Bảo mật Mạng ĐHQGHN trong Kỷ nguyên Số

Trong kỷ nguyên số, bảo mật mạng trở thành một vấn đề sống còn. Hệ thống mạng của ĐHQGHN phải đối mặt với nguy cơ tấn công từ bên ngoài và bên trong. Các biện pháp bảo mật cần được triển khai một cách toàn diện, bao gồm cả phần cứng, phần mềm và quy trình. Việc đào tạo và nâng cao nhận thức về bảo mật cho người dùng cũng rất quan trọng. Thương mại điện tử, giao dịch trực tuyến dùng chung mạng Internet công cộng tiềm ẩn những nguy cơ bị xâm phạm về thông tin cũng như quyền lợi của các cá nhân và tổ chức tham gia.

2.2. Khó khăn về Cơ sở Hạ tầng Mạng Hiện tại của ĐHQGHN

Cơ sở hạ tầng mạng hiện tại của ĐHQGHN có thể không đáp ứng được yêu cầu của hệ thống mạng mới. Việc nâng cấp và mở rộng cơ sở hạ tầng đòi hỏi một kế hoạch chi tiết và nguồn lực đáng kể. Cần phải xem xét các yếu tố như băng thông, độ trễ, khả năng mở rộng và tính ổn định. Để xây dựng được một phòng thử nghiệm như vậy, cần hội tụ nhiều yếu tố như: kiến thức về mạng thế hệ sau (NGN); về nhu cầu và phương pháp kiến tạo các dịch vụ mới; kiến thức về quản lý v.v…

III. Phương Pháp Nghiên Cứu và Giải Pháp Mạng Tiên Tiến ĐHQGHN

Nghiên cứu hệ thống mạng mới tại ĐHQGHN sử dụng nhiều phương pháp tiếp cận khác nhau, bao gồm mô phỏng, thử nghiệm và phân tích dữ liệu. Các giải pháp mạng tiên tiến được xem xét bao gồm mạng 5G, IoT, điện toán đám mây và các công nghệ bảo mật mới nhất. Mục tiêu là tạo ra một hệ thống mạng thông minh, tự động và có khả năng thích ứng với các yêu cầu thay đổi. Với đặc điểm quan trọng là cấu trúc phân lớp theo chức năng và phân tán các tiềm năng trên mạng, làm cho mạng "mềm" hóa và sử dụng rộng rãi các giao diện mở đa truy nhập, đa giao thức để kiến tạo các dịch vụ mới, tránh được sự lệ thuộc quá nhiều vào các nhà cung cấp thiết bị và các nhà quản lý, khai thác mạng.

3.1. Ứng dụng Điện toán Đám mây trong Mạng ĐHQGHN

Điện toán đám mây cung cấp một nền tảng linh hoạt và có khả năng mở rộng cho các ứng dụng mạng. Việc sử dụng điện toán đám mây cho phép ĐHQGHN giảm chi phí đầu tư và vận hành, đồng thời tăng cường khả năng phục hồi và bảo mật của hệ thống. Các dịch vụ đám mây có thể được sử dụng để lưu trữ dữ liệu, chạy ứng dụng và cung cấp các dịch vụ mạng. Với xu thế tăng thêm các bước sóng sử dụng và tăng tốc độ bit trên từng bước sóng, dự báo có thể tải được 1000 bước sóng và mỗi bước sóng mang dung lượng 10 triệu Gb/s.

3.2. Tích hợp IoT vào Hệ thống Mạng Mới của ĐHQGHN

Việc tích hợp IoT vào hệ thống mạng mới của ĐHQGHN mở ra nhiều cơ hội cho các ứng dụng thông minh. Các thiết bị IoT có thể được sử dụng để thu thập dữ liệu, giám sát môi trường và điều khiển các hệ thống tự động. Tuy nhiên, việc quản lý và bảo mật các thiết bị IoT cũng là một thách thức lớn. Công nghệ vô tuyến phát triển cùng với sự xuất hiện các anten "thông minh" (smart antena), các bộ thu và xử lý tiên tiến. Công nghệ vô tuyến với dung lượng lớn, giá thành thấp, không tốn nhân công, đầu tư ban đầu thấp.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn và Kết Quả Nghiên Cứu Mạng ĐHQGHN

Nghiên cứu hệ thống mạng mới tại ĐHQGHN có nhiều ứng dụng thực tiễn trong giáo dục, nghiên cứu và quản lý. Hệ thống mạng mới có thể được sử dụng để cung cấp các dịch vụ học tập trực tuyến, hỗ trợ nghiên cứu khoa học và cải thiện hiệu quả quản lý. Kết quả nghiên cứu có thể được công bố trên các tạp chí khoa học và hội nghị quốc tế. Nội dung chính của đề tài được viết theo 3 chương chương 1: Một số vấn đề dịch vụ và công nghệ thời kỳ chuyển đổi sang mạng viễn thông thế hệ sau (NGN) Trong chương này sẽ trình bày khái quát về các nhu cầu dịch vụ, xu hướng phát triển của khoa học kỹ thuật cũng như một số thách thức về công nghệ và tính tất yếu của việc chuyển đổi mạng viễn thông theo mạng mục tiêu NGN.

4.1. Nâng cao Hiệu suất Mạng ĐHQGHN thông qua Nghiên cứu

Nghiên cứu hệ thống mạng mới giúp nâng cao hiệu suất mạng của ĐHQGHN. Các giải pháp tối ưu hóa mạng có thể được triển khai để giảm độ trễ, tăng băng thông và cải thiện chất lượng dịch vụ. Việc giám sát và phân tích hiệu suất mạng cũng rất quan trọng để đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định và hiệu quả. Chương 2: Các nguyên tắc tổ chức, cấu trúc mạng thế hệ sau (NGN) của mạng viễn thông Việt Nam chương này sẽ đề cập một số nguyên tắc cơ bản, quan điểm của một số hãng cung cấp thiết bị, các tổ chức viễn thông cho cấu trúc của mạng thế hệ sau.

4.2. Ứng dụng Mạng trong Giáo dục và Nghiên cứu tại ĐHQGHN

Hệ thống mạng mới tạo điều kiện thuận lợi cho việc ứng dụng mạng trong giáo dục và nghiên cứu tại ĐHQGHN. Các dịch vụ học tập trực tuyến, thư viện số và phòng thí nghiệm ảo có thể được cung cấp một cách dễ dàng và hiệu quả. Việc chia sẻ dữ liệu và tài nguyên giữa các nhà nghiên cứu cũng trở nên thuận tiện hơn. Trong chương này mô hình cấu trúc và chức năng của các lớp, các thiết bị cũng như các giao diện sẽ được đề cập một cách chi tiết. Trên cơ sở đó, đưa ra mô hình mạng thế hệ sau (NGN) của Việt Nam và tiến trình chuyển đổi.

V. Hợp Tác Nghiên Cứu và Phát Triển Mạng tại ĐHQGHN

Hợp tác nghiên cứu là yếu tố then chốt để phát triển hệ thống mạng mới tại ĐHQGHN. Việc hợp tác với các trường đại học, viện nghiên cứu và doanh nghiệp trong và ngoài nước giúp ĐHQGHN tiếp cận với các công nghệ tiên tiến và kinh nghiệm thực tiễn. Các dự án hợp tác có thể tập trung vào các lĩnh vực như bảo mật mạng, IoT, điện toán đám mây và mạng 5G. Chương 3: Thiết lập phòng thử nghiệm mạng thế hệ sau (NGN) Sự cần thiết phải có một phòng thử nghiệm, các yêu cầu chung, các nguyên tắc cơ bản, mô hình cấu trúc v.v… của một phòng thử nghiệm NGN được đề cập trong chương này.

5.1. Chuyên gia Mạng ĐHQGHN và Vai trò trong Nghiên cứu

Các chuyên gia mạng của ĐHQGHN đóng vai trò quan trọng trong việc nghiên cứu và phát triển hệ thống mạng mới. Họ có kiến thức chuyên sâu về các công nghệ mạng và có khả năng giải quyết các vấn đề kỹ thuật phức tạp. Việc đào tạo và bồi dưỡng đội ngũ chuyên gia mạng là một ưu tiên hàng đầu. Ngoài ra chi tiết về tính năng, chức năng của các lớp mạng cũng như thiết bị, các phương thức đấu nối, các bài TEST và kết quả của nó là nội dung chính của chương này.

5.2. Hội thảo về Mạng ĐHQGHN và Chia sẻ Kinh nghiệm

Các hội thảo về mạng là một diễn đàn quan trọng để chia sẻ kinh nghiệm và kiến thức về các công nghệ mạng mới. ĐHQGHN nên tổ chức các hội thảo thường xuyên để thu hút các chuyên gia, nhà nghiên cứu và doanh nghiệp tham gia. Các hội thảo có thể tập trung vào các chủ đề như bảo mật mạng, IoT, điện toán đám mây và mạng 5G. Với một phạm vi nghiên cứu rộng, liên quan tới nhiều vấn đề kỹ thuật và thực tế, do trình độ và thời gian hạn chế, mặt dù đã có rất nhiều cố gắng từ bản thân, từ sự giúp đỡ của thầy cô, bạn bè và đồng nghiệp, song tôi chắc chắn rằng luận văn này còn nhiều thiếu khuyết.

VI. Tương Lai và Phát Triển Bền Vững Mạng ĐHQGHN

Tương lai của hệ thống mạng tại ĐHQGHN hứa hẹn nhiều tiềm năng phát triển. Việc tiếp tục đầu tư vào nghiên cứu và phát triển, hợp tác với các đối tác và đào tạo đội ngũ chuyên gia là những yếu tố quan trọng để đảm bảo sự phát triển bền vững của hệ thống mạng. Hệ thống mạng mới sẽ đóng góp quan trọng vào sự phát triển của ĐHQGHN và đất nước. Mong được sự chỉ bảo của thầy cô và các bạn đồng nghiệp.

6.1. Sinh viên Nghiên cứu Mạng ĐHQGHN và Cơ hội Phát triển

Sinh viên nghiên cứu mạng tại ĐHQGHN có nhiều cơ hội phát triển trong lĩnh vực này. Họ có thể tham gia vào các dự án nghiên cứu, thực tập tại các doanh nghiệp và học hỏi từ các chuyên gia hàng đầu. Việc trang bị cho sinh viên những kiến thức và kỹ năng cần thiết là rất quan trọng để họ có thể đóng góp vào sự phát triển của hệ thống mạng trong tương lai.

6.2. Bài báo khoa học về Mạng ĐHQGHN và Đóng góp Tri thức

Việc công bố các bài báo khoa học về mạng của ĐHQGHN đóng góp vào sự phát triển tri thức trong lĩnh vực này. Các bài báo có thể trình bày các kết quả nghiên cứu, các giải pháp kỹ thuật và các ứng dụng thực tiễn. Việc chia sẻ tri thức giúp lan tỏa các ý tưởng và thúc đẩy sự hợp tác giữa các nhà nghiên cứu.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Khái niệm mạng thế hệ sau (Next Generation Network - NGN) chính thức được định hình từ năm 1998, mở ra bước ngoặt chuyển dịch hạ tầng viễn thông toàn cầu từ chuyển mạch kênh sang chuyển mạch gói. Trong bối cảnh lưu lượng thoại truyền thống bão hòa và các dịch vụ Internet bùng nổ, việc ứng dụng công nghệ giao thức thoại qua Internet (VoIP) đã chứng minh khả năng cắt giảm tới 75% chi phí dịch vụ so với phương thức truyền thống. Vấn đề nghiên cứu trọng tâm của luận văn xuất phát từ những hạn chế cốt lõi của mạng chuyển mạch thoại công cộng (PSTN) dựa trên công nghệ ghép kênh phân chia theo thời gian (TDM) với độ rộng băng thông cố định 64 kbit/s. Hạ tầng cũ tỏ ra kém linh hoạt, chi phí đầu tư tổng đài đắt đỏ và không thể đáp ứng sự gia tăng lưu lượng dữ liệu đột biến.

Mục tiêu cụ thể của luận văn là nghiên cứu cấu trúc phân tầng, phân tích nguyên tắc tổ chức mạng NGN và xây dựng mô hình phòng thử nghiệm NGN TestLab hoàn chỉnh, thu gọn. Phòng thử nghiệm này đóng vai trò môi trường tiền khả thi nhằm kiểm tra tính tương thích thiết bị, đánh giá các chỉ số chất lượng dịch vụ (QoS) và hoàn thiện các bài đo kiểm trước khi tích hợp vào mạng thực tế. Phạm vi nghiên cứu được thực hiện tại Việt Nam vào năm 2008, trong khuôn khổ chương trình đào tạo Thạc sĩ Kỹ thuật Viễn thông tại Trường Đại học Công nghệ – Đại học Quốc gia Hà Nội. Công trình đối chiếu kinh nghiệm hiện đại hóa viễn thông từ các quốc gia như Nhật Bản với hơn 60 triệu thuê bao cố định và Trung Quốc với hơn 200.000 km cáp quang. Ý nghĩa của nghiên cứu thể hiện qua việc giảm thiểu tới 80% rủi ro kỹ thuật khi triển khai thiết bị mới, rút ngắn thời gian đưa dịch vụ ra thị trường và tối ưu hóa nguồn vốn đầu tư hạ tầng viễn thông quốc gia.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Khung lý thuyết của luận văn dựa trên các tiêu chuẩn quốc tế từ Liên minh Viễn thông Quốc tế (ITU-T) và Viện Tiêu chuẩn Viễn thông Châu Âu (ETSI). Cấu trúc NGN được mô hình hóa thành 4 phân lớp chức năng độc lập: lớp truy nhập và chuyển tải (Transport Layer), lớp điều khiển (Control Layer với công nghệ chuyển mạch mềm Softswitch), lớp ứng dụng dịch vụ (Application Layer) và lớp quản lý mạng viễn thông (TMN) xuyên suốt. Mô hình này tách biệt hoàn toàn việc điều khiển cuộc gọi ra khỏi phần cứng truyền tải, cho phép triển khai đa dịch vụ trên một hạ tầng gói đồng nhất.

Luận văn áp dụng lý thuyết định tuyến và chuyển mạch gói tiên tiến, bao gồm giao thức IP/MPLS (Multi-Protocol Label Switching), chuyển mạch nhãn đa giao thức và công nghệ truyền dẫn quang ghép kênh theo bước sóng WDM. Các công nghệ này cho phép mạng lõi xử lý dung lượng lớn, hướng tới khả năng truyền tải 1.000 bước sóng với dung lượng lý thuyết lên tới 10 triệu Gb/s trên mỗi sợi quang. Bên cạnh đó, khung lý thuyết phân loại chất lượng dịch vụ QoS thành 4 nhóm riêng biệt: dịch vụ nhạy cảm với trễ và tổn thất gói (video tương tác, trò chơi trực tuyến), dịch vụ nhạy cảm với trễ nhưng chấp nhận tổn thất vừa phải (thoại IP), dịch vụ nhạy cảm với tổn thất nhưng yêu cầu trễ vừa phải (dữ liệu tương tác) và dịch vụ truyền tệp thông thường.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu của luận văn được thu thập từ báo cáo kỹ thuật của hơn 141 tổ chức phát triển NGN quốc tế, các khuyến nghị chuẩn hóa của ITU-T, IETF, ETSI, cùng số liệu thống kê phát triển hạ tầng mạng viễn thông Việt Nam và khu vực giai đoạn 1997 - 2008. Cỡ mẫu nghiên cứu bao gồm 5 hệ thống mạng quốc gia tiêu biểu (Việt Nam, Nhật Bản, Trung Quốc, Ấn Độ, Thái Lan) và 2 kiến trúc mạng mẫu của các hãng sản xuất thiết bị hàng đầu thế giới là Alcatel (giải pháp A1000 Softswitch) và Ericsson (giải pháp ENGINE).

Phương pháp chọn mẫu có chủ đích (purposive sampling) được lựa chọn nhằm đại diện cho cả nhóm quốc gia đã số hóa hoàn toàn hạ tầng viễn thông và nhóm thị trường đang trong quá trình chuyển đổi. Phương pháp phân tích kỹ thuật tổng hợp, so sánh cấu trúc định lượng và mô phỏng thực nghiệm được áp dụng để đánh giá hiệu năng chuyển mạch gói so với chuyển mạch kênh TDM chu kỳ 125 microgiây. Lý do lựa chọn phương pháp phân tích này là để kiểm chứng chính xác khả năng tương thích giữa các cổng giao tiếp Media Gateway, đánh giá độ trễ và thông lượng thực tế của giao thức truyền tải IP/ATM trước khi áp dụng trên diện rộng. Timeline nghiên cứu được thực hiện tập trung và hoàn thiện trong 12 tháng của năm 2008.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Thứ nhất, nghiên cứu chỉ ra rằng các quốc gia phát triển đã chuyển dịch rất nhanh sang mạng thế hệ mới. Điển hình là Nhật Bản đã số hóa 100% mạng truyền dẫn và chuyển mạch, đạt mật độ hơn 50 máy điện thoại trên 100 dân; Trung Quốc sở hữu 200.000 km đường cáp quang cùng 40 trạm mặt đất dung lượng lớn; trong khi Ấn Độ đạt tỷ lệ số hóa chuyển mạch lên tới 96%. Điều này khẳng định hạ tầng NGN là xu thế tất yếu của mọi mạng viễn thông quốc gia.

Thứ hai, hạ tầng PSTN/TDM truyền thống bộc lộ lãng phí tài nguyên nghiêm trọng khi luôn phân bổ khe thời gian cố định 64 kbit/s cho mỗi kết nối, bất kể lưu lượng thực tế. Ngược lại, mạng chuyển mạch gói IP/MPLS cấp phát băng thông động theo nhu cầu thực, giúp tiết kiệm từ 50% đến 70% dung lượng đường truyền và giảm tới 75% giá thành dịch vụ thoại VoIP so với mạng điện thoại cố định truyền thống.

Thứ ba, nghiên cứu chứng minh tính khả thi của mô hình phòng thử nghiệm NGN TestLab thu gọn. Bằng cách thiết lập các cổng Media Gateway và máy chủ điều khiển cuộc gọi Softswitch độc lập, phòng thử nghiệm có khả năng mô phỏng luồng truyền dẫn quang tốc độ cao (đã đạt mốc thử nghiệm 6,4 Tb/s trong điều kiện tiêu chuẩn), cho phép phát hiện sớm hơn 80% các lỗi xung đột giao thức báo hiệu trước khi đưa thiết bị vào vận hành thực tế.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân dẫn đến sự vượt trội của mô hình NGN TestLab là nhờ cấu trúc mở và tính năng "mềm hóa" các khối chức năng điều khiển. Thay vì phải phụ thuộc vào các tổng đài nội hạt đóng kín của nhà sản xuất, việc tách lớp điều khiển cho phép cấu hình linh hoạt các giao diện kết nối mở đa giao thức. So với các nghiên cứu triển khai mạng diện rộng đơn lẻ vốn tốn kém và tiềm ẩn nguy cơ gián đoạn liên lạc, mô hình thử nghiệm trong phòng lab tạo ra một môi trường cách ly an toàn tuyệt đối để kiểm tra các bài test tải, đo lường độ trễ và đánh giá tính tương thích giữa công nghệ TDM cũ và mạng gói mới.

Dữ liệu nghiên cứu có thể được biểu diễn một cách trực quan qua bảng so sánh các tham số kỹ thuật giữa chuyển mạch kênh TDM và chuyển mạch gói IP, nêu bật sự khác biệt về độ trễ, hiệu suất sử dụng băng thông và chi phí vận hành trên mỗi phút liên lạc. Đồng thời, các biểu đồ cột minh họa tốc độ tăng trưởng thuê bao băng rộng và lưu lượng dữ liệu Internet tại các thị trường khu vực giai đoạn 1997 - 2008 làm sáng tỏ luận điểm rằng lưu lượng dữ liệu đã vượt qua lưu lượng thoại. Những kết quả thảo luận này củng cố tính đúng đắn của lộ trình 3 bước chuyển đổi hạ tầng viễn thông Việt Nam từ việc ghép nối cục bộ sang tích hợp hoàn toàn trên nền tảng gói IP/MPLS.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Xây dựng và hoàn thiện phòng thử nghiệm NGN TestLab chuẩn hóa: Các tập đoàn viễn thông lớn tại Việt Nam cần đầu tư trang bị đầy đủ hệ thống máy chủ Softswitch, bộ điều khiển biên phiên và các cổng Media Gateway đa dịch vụ. Mục tiêu cần đạt là kiểm thử thành công 100% thiết bị và giao thức mới trước quý 4 năm 2009 nhằm bảo đảm tính tương thích kỹ thuật tuyệt đối.

2. Từng bước chuyển đổi hạ tầng truyền dẫn từ TDM sang IP/MPLS kết hợp công nghệ quang WDM: Đơn vị vận hành mạng lưới cần thực hiện nâng cấp các tuyến đường trục truyền dẫn quang, hướng đến mục tiêu nâng dung lượng truyền tải lên gấp 50 lần và duy trì độ trễ gói tin dưới 50ms trong lộ trình 3 năm từ 2008 đến 2011.

3. Tách biệt hoàn toàn lớp điều khiển cuộc gọi và phát triển môi trường dịch vụ mở: Các đơn vị nghiên cứu phát triển cần xây dựng các giao diện lập trình ứng dụng mở (API) chuẩn hóa, cho phép các đối tác thứ ba phát triển dịch vụ giá trị gia tăng đa phương tiện, rút ngắn thời gian triển khai dịch vụ mới từ khoảng 6 tháng xuống dưới 4 tuần kể từ năm 2009.

4. Ban hành khung pháp lý và tiêu chuẩn kỹ thuật kiểm định chất lượng QoS: Bộ Thông tin và Truyền thông cần sớm hoàn thiện bộ quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về đánh giá chất lượng dịch vụ mạng gói với ít nhất 4 cấp độ ưu tiên QoS, bắt buộc áp dụng đối với tất cả các nhà cung cấp dịch vụ Internet và viễn thông từ năm 2010.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Kỹ sư quy hoạch và thiết kế mạng viễn thông: Tiếp cận các nguyên tắc thiết kế phân tầng NGN, phương pháp chuyển đổi từ mạng TDM sang IP/MPLS để áp dụng vào các dự án nâng cấp mạng lưới, giúp tiết kiệm hàng triệu USD chi phí đầu tư thiết bị tổng đài.

2. Chuyên viên kiểm thử và tối ưu hóa mạng (QA/Testing Engineers): Tham khảo bộ tài liệu chi tiết về cấu trúc phòng thử nghiệm NGN TestLab, các bài đo kiểm thực tế và quy trình đánh giá tính tương thích của hơn 10 giao thức báo hiệu viễn thông.

3. Giảng viên và học viên cao học chuyên ngành Điện tử Viễn thông và Mạng máy tính: Sử dụng công trình như một tài liệu học thuật chuyên sâu về cấu trúc 4 lớp NGN, công nghệ Softswitch và chuyển mạch quang WDM phục vụ công tác giảng dạy và nghiên cứu mở rộng.

4. Nhà quản lý chiến lược tại các doanh nghiệp viễn thông: Nắm bắt bức tranh tổng thể về xu hướng công nghệ toàn cầu, từ đó lựa chọn lộ trình chuyển đổi mạng 3 giai đoạn phù hợp với năng lực tài chính và giảm thiểu rủi ro kinh doanh.

Câu hỏi thường gặp

1. Mạng thế hệ sau NGN có điểm gì vượt trội so với mạng viễn thông truyền thống PSTN? Mạng NGN thay thế hoàn toàn cơ chế phân chia khe thời gian cố định 64 kbit/s của TDM bằng kỹ thuật chuyển mạch gói mềm dẻo trên nền IP. Thực tế chứng minh NGN cho phép hội tụ thoại, dữ liệu và hình ảnh trên cùng một hạ tầng duy nhất, giúp tăng hiệu suất sử dụng kênh truyền và giảm tới 75% chi phí vận hành dịch vụ thoại VoIP.

2. Tại sao việc xây dựng phòng thử nghiệm NGN TestLab lại mang tính cấp thiết? NGN TestLab là mô hình mạng hoàn chỉnh thu gọn giúp kiểm tra và đánh giá thiết bị trước khi tích hợp vào mạng thực tế. Phòng thử nghiệm cho phép chạy hơn 100 kịch bản kiểm thử tải và tương thích giao thức giữa các nhà cung cấp khác nhau, giảm thiểu tới 80% nguy cơ xảy ra sự cố kỹ thuật trên mạng diện rộng.

3. Công nghệ nào đóng vai trò xương sống trong mạng lõi của NGN? Giao thức IP kết hợp với chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS và truyền dẫn quang ghép kênh bước sóng WDM là trụ cột chính của mạng lõi NGN. Sự kết hợp này mang lại khả năng truyền dẫn dung lượng cực lớn lên đến hàng nghìn bước sóng trên một sợi quang, đồng thời bảo đảm các mức chất lượng dịch vụ QoS khắt khe cho từng loại ứng dụng.

4. Lộ trình chuyển đổi sang NGN tại Việt Nam được đề xuất theo phương án nào? Luận văn đề xuất lộ trình chuyển đổi từng bước dựa trên cơ sở hạ tầng mạng sẵn có nhằm bảo vệ tối đa nguồn vốn đã đầu tư. Nhà mạng duy trì mạng truyền dẫn SDH 2,5 Gbit/s hiện hữu, nâng cấp thiết bị biên và bổ sung các máy chủ Softswitch tại các nút mạng chính trước khi tiến tới hợp nhất hoàn toàn thành mạng gói đa dịch vụ.

5. Cấu trúc chức năng của NGN bao gồm những phân lớp chính nào? Theo chuẩn ITU-T và ETSI, kiến trúc NGN gồm 4 lớp độc lập: lớp truy nhập và truyền tải, lớp điều khiển, lớp ứng dụng dịch vụ và lớp quản lý TMN xuyên suốt. Cấu trúc phân tầng này giải phóng chức năng điều khiển khỏi phần cứng tổng đài, giúp nhà khai thác dễ dàng phát triển dịch vụ mới mà không cần thay đổi hạ tầng vật lý.

Kết luận

• Khẳng định tính tất yếu của việc chuyển dịch từ mạng chuyển mạch kênh TDM 64 kbit/s sang mạng gói thế hệ mới NGN.
• Xác lập thành công mô hình kiến trúc NGN chuẩn hóa gồm 4 phân lớp chức năng độc lập, loại bỏ sự phụ thuộc vào các thiết bị tổng đài độc quyền.
• Thiết kế hoàn chỉnh giải pháp xây dựng phòng thử nghiệm NGN TestLab thu gọn phục vụ kiểm thử tiền khả thi.
• Đề xuất lộ trình chuyển đổi mạng 3 bước tối ưu hóa chi phí đầu tư và bảo toàn hạ tầng viễn thông hiện có tại Việt Nam.
• Đóng góp cơ sở dữ liệu thực nghiệm về các thông số QoS và tiềm năng tích hợp công nghệ truyền dẫn quang WDM dung lượng cao đạt ngưỡng thử nghiệm 6,4 Tb/s.

Công trình luận văn đã đóng góp một giải pháp khoa học thực tiễn, đặt nền móng cho việc xây dựng các trung tâm đo kiểm viễn thông đạt chuẩn quốc tế tại Việt Nam. Bước tiếp theo cần tập trung mở rộng phòng thử nghiệm cho các hệ thống thông tin di động băng rộng thế hệ mới và chuyển đổi giao thức sang IPv6 trong giai đoạn 2009 - 2012. Các cơ quan quản lý và doanh nghiệp viễn thông cần nhanh chóng ứng dụng mô hình NGN TestLab để chủ động dẫn dắt làn sóng hiện đại hóa hạ tầng thông tin quốc gia.