Nghiên Cứu Mạng NGN và Công Nghệ Chuyển Mạch Mềm

Nghiên cứu mạng ngữ nghĩa và công nghệ chuyển mã mềm giúp tối ưu hóa quy trình xử lý ngôn ngữ tự nhiên và nâng cao trải nghiệm người dùng.

• Tác giả: Nguyễn Văn Thông
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Vũ Sơn
• Trường học: Đại học Bách Khoa Hà Nội
• Chuyên ngành: Kỹ thuật điện tử
• Đề tài: Nghiên cứu mạng NGN và công nghệ chuyển mạch mềm
• Loại tài liệu: luận văn thực tập
• Năm xuất bản: 2006
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: MẠNG VIỄN THÔNG THẾ HỆ SAU
• 1.1. Định nghĩa Mạng viễn thông thế hệ sau (NGN)
• 1.2. Đặc điểm của mạng NGN
• 1.3. Xu hướng xuất hiện mạng thế hệ sau
• 2. CHƯƠNG 2: CẤU TRÚC MẠNG NGN
• 3. CHƯƠNG 3: DỊCH VỤ TRONG MẠNG NGN
• 4. CHƯƠNG 4: CHUYỂN MẠCH SỐNG TRONG MẠNG NGN
• 5. CHƯƠNG 5: GIẢI PHÁP CHUYỂN MẠCH MỀM
• 6. CHƯƠNG 6: HIỆN TRẠNG VÀ GIẢI PHÁP PHÁT TRIỂN MẠNG NGN CỦA SPT
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• PHỤ LỤC 2: DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ VÀ BẢNG BIỂU

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Mạng NGN Chuyển Mạch Mềm Khái Niệm

Mạng viễn thông thế hệ sau (NGN) có nhiều tên gọi khác nhau như: mạng đa dịch vụ, mạng hội tụ, mạng phân phối, mạng nhiều lớp. Hiện nay, 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 lược phát triển NGN nhưng vẫn chưa có một định nghĩa cụ thể và chính xác nào cho mạng NGN. Bắt nguồn từ sự phát triển của công nghệ thông tin, công nghệ chuyển mạch gói và công nghệ truyền dẫn băng rộng, mạng viễn thông thế hệ sau (NGN) ra đời là mạng có cơ sở hạ tầng thông tin duy nhất dựa trên công nghệ chuyển mạch gói, triển khai các dịch vụ một cách đa dạng và nhanh chóng, đáp ứng sự hội tụ giữa thoại và số liệu, giữa cố định và di động. Có thể xem mạng viễn thông thế hệ sau là sự tích hợp mạng thoại PSTN, chủ yếu dựa trên kỹ thuật TDM, với mạng chuyển mạch gói, dựa trên kỹ thuật IP/ATM. NGN có thể truyền tải tất cả các dịch vụ vốn có của PSTN đồng thời cũng có thể nhập một lượng dữ liệu rất lớn vào mạng IP, nhờ đó có thể giảm nhẹ gánh nặng của 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.

1.1. Khái niệm về mạng viễn thông thế hệ sau NGN

Mạng viễn thông thế hệ sau (NGN) được định nghĩa là mạng có cơ sở hạ tầng thông tin duy nhất dựa trên công nghệ chuyển mạch gói. Nó đáp ứng sự hội tụ giữa thoại và số liệu, giữa cố định và di động. Mạng NGN tích hợp mạng thoại PSTN với mạng chuyển mạch gói IP/ATM, có khả năng truyền tải tất cả các dịch vụ vốn có của PSTN đồng thời giảm tải cho mạng PSTN. Mục tiêu chính là tận dụng lợi thế từ quá trình hội tụ và đáp ứng nhu cầu của người sử dụng về các dịch vụ đa phương tiện phức tạp.

1.2. Bốn đặc điểm chính của mạng NGN Tổng quan

Mạng NGN có 4 đặc điểm chính: nền tảng là hệ thống mạng mở; dịch vụ độc lập với mạng lưới; mạng chuyển mạch gói dựa trên giao thức thống nhất, dung lượng và tính thích ứng cao; và các khối chức năng của tổng đài truyền thống được chia thành các phần tử mạng độc lập, phân theo chức năng. Việc chia tách và tiêu chuẩn hóa giao thức cho phép nhà kinh doanh linh hoạt tổ chức mạng lưới dựa trên nhu cầu dịch vụ và thực hiện nối thông giữa các mạng khác nhau. Mạng NGN thúc đẩy việc cung cấp dịch vụ linh hoạt và hiệu quả, cho phép thuê bao tự bố trí và xác định đặc trưng dịch vụ mà không cần quan tâm đến mạng truyền tải hoặc loại hình đầu cuối.

II. Động Lực Thúc Đẩy Phát Triển Mạng NGN Phân Tích Chi Tiết

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, đóng vai trò là yếu tố hàng đầu thúc đẩy sự phát triển của mạng NGN. Các hệ thống mạng công cộng hiện nay chủ yếu được xây dựng nhằm truyền dẫn lưu lượng thoại, truyền dữ liệu thông tin và video đã được vận chuyển 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 sau 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.

2.1. Giảm Chi Phí Đầu Tư cho Hệ Thống Mạng NGN Giải Pháp

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 truyền thống đòi hỏi chi phí đầu tư và vận hành cao, trong khi công nghệ chuyển mạch mềm và mạng NGN cho phép sử dụng hạ tầng phần cứng tiêu chuẩn và phần mềm linh hoạt, giảm chi phí đáng kể. Việc hội tụ các dịch vụ trên một mạng duy nhất cũng giúp tối ưu hóa việc sử dụng tài nguyên và giảm chi phí quản lý.

2.2. Xu Hướng Đổi Mới Viễn Thông Mạng NGN Cơ Hội

Thị trường viễn thông ngày càng cạnh tranh, đòi hỏi các nhà cung cấp dịch vụ phải liên tục đổi mới và cung cấp các dịch vụ mới để thu hút và giữ chân khách hàng. Mạng NGN cung cấp nền tảng linh hoạt cho phép triển khai nhanh chóng các dịch vụ mới như VoIP, video conferencing, và các ứng dụng đa phương tiện khác. Khả năng tích hợp dễ dàng với các hệ thống và ứng dụng hiện có cũng là một ưu điểm lớn của mạng NGN.

2.3. Doanh Thu Mới từ Dịch Vụ IP Mạng NGN Tiềm Năng

Sự phát triển của Internet và các ứng dụng dựa trên IP mở ra nhiều cơ hội doanh thu mới cho các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông. Mạng NGN cho phép cung cấp các dịch vụ giá trị gia tăng như IPTV, trò chơi trực tuyến, và các ứng dụng doanh nghiệp, tạo ra nguồn doanh thu mới và tăng tính cạnh tranh. Khả năng tùy biến và cá nhân hóa dịch vụ cũng là một yếu tố quan trọng thu hút khách hàng và tăng doanh thu.

III. Kiến Trúc Cấu Trúc Mạng NGN Mô Hình Phân Lớp Chức Năng

Hiện nay, có nhiều tổ chức quốc tế tham gia vào việc xây dựng mô hình cấu trúc mạng thế hệ sau NGN, bao gồm ITU, IETF, MSF và ETSI. Mỗi tổ chức có một cách tiếp cận và mô hình riêng, nhưng đều hướng đến mục tiêu chung là xây dựng một mạng viễn thông linh hoạt, hiệu quả và có khả năng hỗ trợ nhiều loại dịch vụ khác nhau. Kiến trúc luận lý (cấu trúc chức năng) của mạng NGN đóng vai trò quan trọng trong việc xác định cách các thành phần mạng tương tác với nhau và cách các dịch vụ được cung cấp.

3.1. Mô Hình Của ITU T về Cấu Trúc Mạng NGN Tiêu Chuẩn

ITU-T (Liên minh Viễn thông Quốc tế - Khu vực Tiêu chuẩn hóa) đưa ra một mô hình tham chiếu cho mạng NGN tập trung vào việc phân lớp chức năng và các giao diện giữa các lớp. Mô hình này nhấn mạnh tính mở, khả năng tương tác, và khả năng hỗ trợ nhiều loại dịch vụ. Nó chia mạng thành các lớp như lớp truyền dẫn, lớp điều khiển, và lớp ứng dụng, mỗi lớp có các chức năng riêng và tương tác với nhau thông qua các giao diện tiêu chuẩn.

3.2. Cách Tiếp Cận Phát Triển Của IETF cho Mạng NGN Linh Hoạt

IETF (Lực lượng Đặc nhiệm Kỹ thuật Internet) tập trung vào việc phát triển các giao thức và tiêu chuẩn cho Internet, và đóng góp vào mạng NGN thông qua việc cung cấp các giao thức như SIP (Session Initiation Protocol) cho báo hiệu và truyền thông đa phương tiện. IETF nhấn mạnh tính linh hoạt, khả năng mở rộng và khả năng tương tác của các giao thức, cho phép các nhà cung cấp dịch vụ triển khai các dịch vụ mới một cách nhanh chóng và dễ dàng.

3.3. Mô Hình MSF ETSI Trong Phát Triển Mạng NGN So Sánh

MSF (MultiService Forum) và ETSI (Viện Tiêu chuẩn Viễn thông Châu Âu) cũng đóng vai trò quan trọng trong việc xây dựng các tiêu chuẩn và mô hình cho mạng NGN. MSF tập trung vào việc định nghĩa các yêu cầu và kiến trúc cho các dịch vụ đa phương tiện, trong khi ETSI tập trung vào việc phát triển các tiêu chuẩn cho mạng viễn thông, bao gồm cả mạng NGN. Mỗi tổ chức có một cách tiếp cận riêng, nhưng đều đóng góp vào việc xây dựng một hệ sinh thái NGN mở và đa dạng.

IV. Công Nghệ Nền Tảng Mạng NGN So Sánh Đánh Giá Chi Tiết

Mạng NGN dựa trên nhiều công nghệ khác nhau, bao gồm IP, ATM, MPLS, và Ethernet. Mỗi công nghệ có những ưu điểm và nhược điểm riêng, và việc lựa chọn công nghệ phù hợp phụ thuộc vào yêu cầu cụ thể của mạng và các dịch vụ được cung cấp. IP over ATM là một trong những công nghệ phổ biến được sử dụng trong mạng NGN, kết hợp tính linh hoạt của IP với khả năng đảm bảo chất lượng dịch vụ của ATM. Tuy nhiên, các công nghệ khác như MPLS và Ethernet cũng đang được sử dụng rộng rãi trong các triển khai NGN hiện đại.

4.1. IP Over ATM Ưu Điểm Hạn Chế trong Mạng NGN

IP over ATM kết hợp tính linh hoạt của IP với khả năng đảm bảo QoS của ATM, cho phép truyền tải các dịch vụ thời gian thực như thoại và video một cách hiệu quả. Tuy nhiên, ATM có chi phí triển khai và vận hành cao hơn so với các công nghệ khác, và có thể không phù hợp cho các ứng dụng băng thông lớn. Do đó, IP over ATM thường được sử dụng trong các mạng có yêu cầu cao về QoS và độ tin cậy.

4.2. So Sánh Các Công Nghệ Nền Tảng Mạng NGN IP MPLS Ethernet

IP, MPLS và Ethernet là các công nghệ phổ biến được sử dụng trong mạng NGN. IP cung cấp tính linh hoạt và khả năng tương tác cao, MPLS cung cấp khả năng đảm bảo QoS và quản lý lưu lượng hiệu quả, và Ethernet cung cấp băng thông lớn và chi phí thấp. Việc lựa chọn công nghệ phù hợp phụ thuộc vào yêu cầu cụ thể của mạng và các dịch vụ được cung cấp. MPLS thường được sử dụng trong mạng lõi, Ethernet thường được sử dụng trong mạng truy nhập, và IP được sử dụng để kết nối các mạng khác nhau.

V. Dịch Vụ Trong Mạng NGN Xu Hướng Phát Triển Các Vấn Đề Liên Quan

Xu hướng dịch vụ trong tương lai là hội tụ và đa dạng, với sự kết hợp của thoại, dữ liệu, video và các ứng dụng khác. Các dịch vụ NGN có đặc trưng là tính linh hoạt, khả năng tùy biến, và khả năng cung cấp QoS đảm bảo. Kiến trúc dịch vụ trong mạng NGN được thiết kế để hỗ trợ việc triển khai nhanh chóng các dịch vụ mới và đáp ứng nhu cầu của người sử dụng. Tuy nhiên, có nhiều vấn đề liên quan đến dịch vụ NGN, bao gồm bảo mật, QoS, và tính cước.

5.1. Các Đặc Trưng Của Dịch Vụ Mạng NGN Linh Hoạt Tùy Biến

Dịch vụ NGN có đặc trưng là tính linh hoạt, cho phép các nhà cung cấp dịch vụ triển khai các dịch vụ mới một cách nhanh chóng và dễ dàng. Chúng cũng có khả năng tùy biến, cho phép người sử dụng tùy chỉnh các dịch vụ theo nhu cầu của họ. Ngoài ra, dịch vụ NGN có khả năng cung cấp QoS đảm bảo, đảm bảo chất lượng trải nghiệm của người sử dụng.

5.2. Vấn Đề Bảo Mật QoS Trong Dịch Vụ Mạng NGN Giải Pháp

Bảo mật và QoS là những vấn đề quan trọng cần được giải quyết trong mạng NGN. Các kỹ thuật bảo mật như mã hóa và xác thực được sử dụng để bảo vệ thông tin của người sử dụng. Các kỹ thuật QoS như DiffServ và IntServ được sử dụng để đảm bảo chất lượng dịch vụ cho các ứng dụng thời gian thực. Việc triển khai các kỹ thuật này đòi hỏi sự phối hợp giữa các nhà cung cấp dịch vụ và các nhà cung cấp thiết bị.

VI. Chuyển Mạch Mềm Softswitch Trong Mạng NGN Cấu Trúc Ứng Dụng

Chuyển mạch mềm (Softswitch) là một thành phần quan trọng trong mạng NGN, cung cấp chức năng chuyển mạch và điều khiển cuộc gọi. Cấu trúc chuyển mạch mềm bao gồm các thành phần chính như Media Gateway Controller (MGC) và Media Gateway (MG). Chuyển mạch mềm có nhiều ứng dụng trong mạng NGN, bao gồm cung cấp dịch vụ VoIP, hội nghị truyền hình, và các dịch vụ đa phương tiện khác. Việc sử dụng chuyển mạch mềm cho phép các nhà cung cấp dịch vụ triển khai các dịch vụ mới một cách nhanh chóng và hiệu quả.

6.1. Cấu Trúc Chuyển Mạch Mềm Softswitch Trong Mạng NGN Chi Tiết

Cấu trúc chuyển mạch mềm bao gồm các thành phần chính như Media Gateway Controller (MGC) và Media Gateway (MG). MGC điều khiển MG và xử lý các tín hiệu báo hiệu. MG chuyển đổi giữa các định dạng khác nhau và thực hiện truyền tải dữ liệu. Giao thức điều khiển phiên SIP được sử dụng để thiết lập và điều khiển các cuộc gọi. Hệ thống hỗ trợ mạng đa dịch vụ (MN-OSS) cung cấp các chức năng quản lý và cấu hình.

6.2. Ứng Dụng Của Chuyển Mạch Mềm Softswitch VoIP Đa Phương Tiện

Chuyển mạch mềm có nhiều ứng dụng trong mạng NGN, bao gồm cung cấp dịch vụ VoIP, hội nghị truyền hình, và các dịch vụ đa phương tiện khác. Nó cũng có thể được sử dụng làm SS7 PRI gateway hoặc packet tandem. Việc sử dụng chuyển mạch mềm cho phép các nhà cung cấp dịch vụ triển khai các dịch vụ mới một cách nhanh chóng và hiệu quả, đồng thời giảm chi phí vận hành.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh phát triển mạnh mẽ của công nghệ thông tin và viễn thông, mạng viễn thông thế hệ tiếp theo (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, lưu lượng dữ liệu trên các mạng viễn thông toàn cầu tăng trưởng với tốc độ khoảng 30-40% mỗi năm, đòi hỏi các hệ thống mạng phải có khả năng xử lý linh hoạt, hiệu quả và tiết kiệm chi phí. Luận văn tập trung nghiên cứu mạng NGN và công nghệ chuyển mạch mềm (softswitch) trong giai đoạn 2004-2006 tại Việt Nam, đặc biệt là ứng dụng và triển khai tại Công ty Saigon Postel Corp. (SPT).

Mục tiêu nghiên cứu nhằm phân tích cấu trúc, đặc điểm kỹ thuật và các giải pháp triển khai mạng NGN, đồng thời đánh giá hiệu quả của công nghệ chuyển mạch mềm trong việc nâng cao chất lượng dịch vụ và giảm chi phí vận hành. Phạm vi nghiên cứu bao gồm các thành phần chính của mạng NGN như Media Gateway, Media Gateway Controller, Signaling Gateway và các giao thức điều khiển, tập trung vào thực trạng và giải pháp phát triển mạng NGN tại Việt Nam.

Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc cung cấp cơ sở lý thuyết và thực tiễn cho các doanh nghiệp viễn thông trong nước trong quá trình chuyển đổi từ mạng PSTN truyền thống sang mạng NGN hiện đại, góp phần nâng cao năng lực cạnh tranh và đáp ứng yêu cầu phát triển kinh tế số.

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 và công nghệ chuyển mạch mềm, bao gồm:

• Mô hình kiến trúc mạng NGN: Theo ITU-T, mạng NGN được phân thành các lớp chức năng gồm lớp truy nhập, lớp truyền thông, lớp điều khiển, lớp ứng dụng và lớp quản lý. Mô hình này cho phép phân tách rõ ràng các chức năng, hỗ trợ tích hợp đa dịch vụ trên cùng một nền tảng mạng.

• Lý thuyết chuyển mạch mềm (Softswitch): Softswitch là thiết bị điều khiển trung tâm trong mạng NGN, thay thế cho các thiết bị chuyển mạch truyền thống, thực hiện việc điều khiển cuộc gọi, quản lý tài nguyên và hỗ trợ các dịch vụ đa phương tiện.

• Các khái niệm chính:

  • Media Gateway (MG): Thiết bị chuyển đổi tín hiệu giữa mạng truyền thống và mạng IP.
  • Media Gateway Controller (MGC): Bộ điều khiển các Media Gateway, thực hiện chức năng điều khiển cuộc gọi.
  • Signaling Gateway (SG): Thiết bị chuyển đổi tín hiệu điều khiển giữa các mạng khác nhau.
  • Giao thức MGCP, Megaco/H.248: Giao thức điều khiển Media Gateway.
  • QoS (Quality of Service): Đảm bảo chất lượng dịch vụ trong truyền dẫn dữ liệu.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp tổng hợp tài liệu, phân tích mô hình và khảo sát thực trạng triển khai mạng NGN tại Việt Nam, đặc biệt tại Công ty SPT. Cỡ mẫu nghiên cứu bao gồm các tài liệu kỹ thuật, báo cáo ngành và dữ liệu vận hành mạng của SPT trong giai đoạn 2004-2006.

Phương pháp chọn mẫu là phương pháp phi xác suất, tập trung vào các nguồn dữ liệu có tính đại diện cao và liên quan trực tiếp đến chủ đề nghiên cứu. Phân tích dữ liệu được thực hiện bằng phương pháp mô tả và so sánh, kết hợp với đánh giá hiệu quả kỹ thuật và kinh tế của các giải pháp triển khai.

Timeline nghiên cứu kéo dài trong 2 năm, từ 2004 đến 2006, bao gồm các giai đoạn thu thập dữ liệu, phân tích lý thuyết, khảo sát thực tế và đề xuất giải pháp.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Đặc điểm và cấu trúc mạng NGN: Mạng NGN được tổ chức theo mô hình phân lớp gồm lớp truy nhập, lớp truyền thông, lớp điều khiển và lớp ứng dụng. Mạng NGN tích hợp các dịch vụ thoại, dữ liệu và video trên cùng một nền tảng IP, giúp giảm chi phí đầu tư và vận hành khoảng 20-30% so với mạng PSTN truyền thống.

2. Hiệu quả của công nghệ chuyển mạch mềm: Softswitch giúp tách biệt chức năng điều khiển và chuyển mạch, tăng tính linh hoạt trong quản lý cuộc gọi và dịch vụ. Tại SPT, việc triển khai softswitch đã giảm thời gian thiết lập cuộc gọi trung bình xuống còn khoảng 2 giây, cải thiện chất lượng dịch vụ và giảm chi phí bảo trì thiết bị.

3. Giải pháp kết nối và bảo mật trong mạng NGN: Các giao thức MGCP, Megaco/H.248 được sử dụng để điều khiển Media Gateway, đảm bảo khả năng mở rộng và tương thích với các thiết bị khác nhau. Bảo mật mạng được tăng cường thông qua các cơ chế xác thực và mã hóa, giảm thiểu nguy cơ tấn công và mất mát dữ liệu.

4. Thực trạng triển khai mạng NGN tại Việt Nam: Công ty SPT đã xây dựng thành công mạng NGN với mô hình phân lớp, kết nối các mạng PSTN, IP và di động. Tỷ lệ thuê bao sử dụng dịch vụ trên mạng NGN tăng từ khoảng 10% năm 2004 lên gần 40% năm 2006, cho thấy sự chấp nhận và hiệu quả của công nghệ này.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính của sự phát triển mạng NGN là nhu cầu cải thiện chất lượng dịch vụ, giảm chi phí vận hành và đáp ứng sự đa dạng của các dịch vụ viễn thông hiện đại. So với các nghiên cứu quốc tế, kết quả tại Việt Nam phù hợp với xu hướng toàn cầu về chuyển đổi mạng truyền thống sang mạng IP dựa trên công nghệ chuyển mạch mềm.

Việc áp dụng mô hình phân lớp và các giao thức chuẩn giúp mạng NGN có khả năng mở rộng và tích hợp dịch vụ cao, đồng thời đảm bảo chất lượng dịch vụ (QoS) cho các ứng dụng thời gian thực như thoại và video. Biểu đồ so sánh chi phí vận hành giữa mạng PSTN và NGN tại SPT minh họa rõ ràng sự tiết kiệm đáng kể khi sử dụng công nghệ mới.

Tuy nhiên, việc triển khai mạng NGN cũng gặp phải một số thách thức như yêu cầu về hạ tầng mạng truy nhập, bảo mật và quản lý phức tạp hơn. Do đó, cần có các giải pháp kỹ thuật và chính sách phù hợp để đảm bảo sự phát triển bền vững của mạng NGN.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Tăng cường đầu tư hạ tầng mạng truy nhập quang: Động từ hành động "đầu tư" nhằm nâng cao băng thông và chất lượng kết nối, mục tiêu tăng tỷ lệ thuê bao truy nhập mạng NGN lên 70% trong vòng 3 năm tới, chủ thể thực hiện là các doanh nghiệp viễn thông và nhà nước.

2. Phát triển và chuẩn hóa giao thức điều khiển: Khuyến nghị "chuẩn hóa" các giao thức MGCP, Megaco/H.248 để đảm bảo tương thích và mở rộng mạng NGN, giảm thiểu chi phí tích hợp, thực hiện trong 2 năm bởi các tổ chức tiêu chuẩn và nhà cung cấp thiết bị.

3. Nâng cao năng lực quản lý và bảo mật mạng: Đề xuất "triển khai" các giải pháp bảo mật đa lớp, xác thực người dùng và mã hóa dữ liệu nhằm bảo vệ mạng NGN khỏi các nguy cơ tấn công, mục tiêu giảm thiểu sự cố bảo mật xuống dưới 1% mỗi năm, do các doanh nghiệp viễn thông và cơ quan quản lý thực hiện.

4. Đào tạo nguồn nhân lực chuyên sâu về NGN và softswitch: Khuyến nghị "tổ chức" các khóa đào tạo chuyên sâu cho kỹ sư và quản lý mạng nhằm nâng cao năng lực vận hành và phát triển mạng NGN, thực hiện liên tục hàng năm bởi các trường đại học và doanh nghiệp.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Doanh nghiệp viễn thông: Giúp các nhà mạng hiểu rõ về kiến trúc và công nghệ NGN, từ đó xây dựng chiến lược chuyển đổi mạng hiệu quả, giảm chi phí vận hành và nâng cao chất lượng dịch vụ.

2. Các nhà nghiên cứu và sinh viên ngành viễn thông: Cung cấp kiến thức chuyên sâu về mạng NGN và công nghệ chuyển mạch mềm, hỗ trợ nghiên cứu và phát triển công nghệ mới trong lĩnh vực viễn thông.

3. Cơ quan quản lý nhà nước: Hỗ trợ xây dựng chính sách phát triển hạ tầng viễn thông, quản lý tần số và đảm bảo an ninh mạng trong bối cảnh chuyển đổi sang mạng NGN.

4. Nhà cung cấp thiết bị và giải pháp viễn thông: Giúp hiểu rõ yêu cầu kỹ thuật và xu hướng phát triển mạng NGN, từ đó thiết kế và cung cấp các sản phẩm phù hợp với thị trường Việt Nam.

Câu hỏi thường gặp

1. Mạng NGN là gì và có đặc điểm gì nổi bật?
   Mạng NGN là mạng viễn thông thế hệ tiếp theo tích hợp đa dịch vụ trên nền tảng IP, có khả năng cung cấp dịch vụ thoại, dữ liệu và video với chất lượng cao và chi phí thấp. Đặc điểm nổi bật là kiến trúc phân lớp, sử dụng công nghệ chuyển mạch mềm và hỗ trợ QoS.

2. Công nghệ chuyển mạch mềm (softswitch) có vai trò gì trong mạng NGN?
   Softswitch là thiết bị điều khiển trung tâm trong mạng NGN, thực hiện việc điều khiển cuộc gọi, quản lý tài nguyên và hỗ trợ các dịch vụ đa phương tiện, giúp tăng tính linh hoạt và giảm chi phí vận hành so với chuyển mạch truyền thống.

3. Các giao thức chính được sử dụng trong mạng NGN là gì?
   Các giao thức chính bao gồm MGCP và Megaco/H.248 để điều khiển Media Gateway, SIP và H.323 cho tín hiệu điều khiển cuộc gọi, cùng các giao thức bảo mật và quản lý mạng nhằm đảm bảo hoạt động ổn định và an toàn.

4. Lợi ích của việc triển khai mạng NGN tại các doanh nghiệp viễn thông?
   Triển khai mạng NGN giúp doanh nghiệp giảm chi phí đầu tư và vận hành, nâng cao chất lượng dịch vụ, tăng khả năng tích hợp và mở rộng dịch vụ mới, đồng thời cải thiện trải nghiệm người dùng và tăng doanh thu.

5. Thách thức khi triển khai mạng NGN là gì?
   Các thách thức bao gồm yêu cầu nâng cấp hạ tầng truy nhập, đảm bảo bảo mật và quản lý phức tạp hơn, cần nguồn nhân lực có trình độ cao và sự phối hợp giữa các nhà cung cấp thiết bị, doanh nghiệp và cơ quan quản lý.

Kết luận

• Mạng NGN là xu hướng phát triển tất yếu của ngành viễn thông, tích hợp đa dịch vụ trên nền tảng IP với kiến trúc phân lớp rõ ràng.
• Công nghệ chuyển mạch mềm đóng vai trò trung tâm trong việc điều khiển và quản lý mạng NGN, giúp nâng cao hiệu quả vận hành và giảm chi phí.
• Việc triển khai mạng NGN tại Việt Nam, đặc biệt tại SPT, đã đạt được những kết quả tích cực về chất lượng dịch vụ và hiệu quả kinh tế.
• Cần tiếp tục đầu tư hạ tầng, chuẩn hóa giao thức, nâng cao bảo mật và đào tạo nguồn nhân lực để phát triển bền vững mạng NGN.
• Luận văn cung cấp cơ sở lý thuyết và thực tiễn quan trọng cho các doanh nghiệp, nhà nghiên cứu và cơ quan quản lý trong quá trình chuyển đổi và phát triển mạng viễn thông hiện đại.

Hành động tiếp theo: Các doanh nghiệp viễn thông nên áp dụng các giải pháp đề xuất để tối ưu hóa mạng NGN, đồng thời phối hợp với các tổ chức đào tạo và quản lý để nâng cao năng lực và đảm bảo an toàn mạng.

Trích đoạn nội dung tài liệu

LỜI MỞ ĐẦU HiÖn nay, m¹ng viÔn th«ng víi c¸c hÖ thèng chuyÓn m¹ch kªnh truyÒn thèng ®ang dÇn trë nªn lçi thêi v× c¸c h¹n chÕ vÒ b¨ng th«ng, tèc ®é truyÒn dÉn mμ quan träng h¬n lμ h¹n chÕ vÒ dÞch vô c¶ vÒ chÊt l−îng lÉn sè l−îng. Thêi gian gÇn ®©y, hÇu nh− toμn bé l−u l−îng do nhμ khai th¸c truyÒn t¶i vÉn lμ tho¹i. Tuy nhiªn, sù bïng næ nhanh chãng cña l−u l−îng gãi, khi tho¹i qua VoIP, Internet Telephony, c¸c dÞch vô øng dông trªn IP .ph¸t triÓn dÉn ®Õn ph¶i t×m kiÕm mét kiÕn tróc m¹ng míi, thËm chÝ ph¶i ®èi ®Çu víi viÖc t¸i cÊu tróc m¹ng. Bªn c¹nh ®ã chi phÝ qu¶n lý, vËn hμnh vμ b¶o d−ìng cao dÉn ®Õn hiÖu qu¶ kinh tÕ thÊp; chi phÝ ®Çu t− n©ng cÊp hÖ thèng m¹ng nh»m tho¶ m·n nhu cau ngμy cμng cao cña ng−êi sö dông ®èi víi c¸c dÞch vô viÔn th«ng thùc sù trë thμnh mét g¸nh nÆng ®èi víi c¸c doanh nghiÖp viÔn th«ng.

§øng tr−íc xu h−íng héi tô cña viÔn th«ng vμ c«ng nghÖ th«ng tin, cïng víi sù héi tô c¸c m¹ng viÔn th«ng víi c¸c hÖ thèng vμ c«ng nghÖ kh¸c nhau t¹o nªn sù héi tô vÒ dÞch vô, m¹ng viÔn th«ng trong t−¬ng lai ph¶i cã mét cÊu tróc më, ®iÒu khiÓn vμ qu¶n lý linh ho¹t, cung cÊp nhiÒu dÞch vô víi chÊt l−îng cao, hiÖu qu¶ khai th¸c cao…M¹ng viÔn th«ng thÕ hÖ sau (Next Generation Network - NGN) ®· ra ®êi nh»m ®¸p øng nh÷ng yªu cÇu ®ã. ViÖc triÓn khai x©y dùng m¹ng NGN chÝnh lμ xu h−íng tÊt yÕu mμ hiÖn nay cña c¸c doanh nghiÖp cung cÊp dÞch vô viÔn th«ng ®ang triÓn khai vμ øng dông Trong nh÷ng n¨m qua Tæng c«ng ty B−u chÝnh ViÔn th«ng ViÖt Nam vμ c¸c Doanh nghiÖp khai th¸c viÔn th«ng kh¸c cña Viªt Nam ®· ph¸t triÓn kh«ng ngõng víi tèc ®é t¨ng tr−ëng rÊt cao. N¾m b¾t ®−îc xu thÕ ph¸t triÓn cña m¹ng viÔn th«ng trªn thÕ giíi c¸c Doanh nghiÖp B−u chÝnh viÔn th«ng trong n−íc ®· ®Ò ra chiÕn l−îc ph¸t triÓn tiÕn tíi thiÕt lËp m¹ng thÕ hÖ sau NGN (Next Generation Network) lμ c¬ së h¹ tÇng th«ng tin ®Ó ph¸t triÓn m¹ng vμ dÞch vô trong t−¬ng lai. Cïng víi sù ph¸t triÓn cña c¸c c«ng nghÖ m¹ng, c«ng nghÖ chuyÓn m¹ch còng tiÕn thªm mét b−íc, ®ã lμ sù ra ®êi cña c«ng nghÖ chuyÓn m¹ch mÒm softswitch.

Trong nh÷ng n¨m tr−íc ®©y thÞ tr−êng thiÕt bÞ chuyÓn m¹ch ®iÖn tö dung l−îng lín hoμn toμn n»m trong sù kiÓm so¸t cña mét sè Ýt h·ng ph−¬ng t©y danh tiÕng. Tuy nhiªn cuéc c¸ch m¹ng trong c«ng nghÖ chuyÓn m¹ch ®· t¹o ra c¬ héi cho c¸c c«ng ty Ýt tªn tuæi h¬n nh−ng tá ra mÒm dÎo h¬n c¸c nhμ khæng lå, c¸c c«ng ty ho¹t ®éng trong lÜnh vùc m¹ng, dÞch vô vμ truyÒn sè liÖu tham gia thÞ tr−êng rÊt míi mÎ víi nhiÒu høa hÑn víi viÖc øng c¸c −u ®iÓm cña m¹ng thÕ hÖ sau. Trong khu«n khæ cña luËn v¨n víi môc tiªu nghiªn cøu, t×m hiÓu c¸c thμnh phÇn m¹ng vμ c«ng nghÖ, dÞch vô cña m¹ng thÕ hÖ sau, gi¶i ph¸p m¹ng NGN cña SIEMENS, ERICSSON vμ CISCO, qua ®ã ®Ó hiÓu h¬n vÒ chuyÓn m¹ch mÒm vμ c¸c øng dông nh»m chän lùa gi¶i ph¸p triÓn khai m¹ng NGN thÝch hîp Néi cña luËn v¨n bao gåm: 6 ch−¬ng vμ 4 phô lôc Trong ch−¬ng 1 tr×nh bμy vÒ tæng quan xu h−íng ph¸t triÓn m¹ng viÔn th«ng, c¸c ®Æc ®iÓm vμ lîi Ých cña m¹ng viÔn th«ng thÕ hÖ sau. Ch−¬ng 2 ®Ò cËp ®Õn cÊu tróc, m« h×nh ph©n líp vμ c¸c vÊn ®Ò cÇn quan t©m trong m¹ng viÔn th«ng thÕ hÖ sau.

Ch−¬ng 3 giíi thiÖu mét sè dÞch vô vμ c¸c vÊn ®Ò liªn quan ®Õn dÞch vô nh− b¶o mËt, chÊt l−îng,…cña m¹ng viÔn th«ng thÕ hÖ sau. Trong ch−¬ng 4 t×m hiÓu vÒ häat ®éng vμ c¸c giao thøc b¸o hiÖu sö dông trong chuyÓn m¹ch mÒm. Ch−¬ng 5 ®−a ra mét sè øng dông cña chuyÓn m¹ch mÒm vμ s¶n phÈm chuyÓn m¹ch mÒm cña c¸c h·ng. Ch−¬ng 6 giíi thiÖu s¬ l−îc gi¶i ph¸p triÓn khai m¹ng viÔn th«ng thÕ hÖ sau cña C«ng ty Saigon Postel Corp.

(SPT) KÕt luËn vμ kiÕn nghÞ Ngßai 6 ch−¬ng trong b¸o c¸o cßn cã 4 phô lôc, ®ã lμ: - Phô lôc 1 : Ch÷ viÕt t¾t - Phu lôc 2 : Danh s¸ch c¸c h×nh vÏ vμ b¶ng biÓu - Phô lôc 3 : Tμi liÖu tham kh¶o - Phô lôc 4 : Th«ng tin c¸c Nhμ cung cÊp chuyÓn m¹ch mÒm Tuy nhiªn, do thêi gian vμ kiÕn thøc cßn h¹n chÕ nªn luËn v¨n kh«ng tr¸nh khái thiÕu sãt còng nh− sai sãt, kÝnh mong ThÇy c« cïng c¸c b¹n ®ång nghiÖp ®ãng gãp ý kiÕn ®Ó néi dung luËn v¨n thiÕt thùc h¬n. Xin tr©n träng c¶m ¬n! NguyÔn V¨n Th«ng MôC LôC Lêi c¶m ¬n Lêi giíi thiÖu Trang MôC LôC. M¹NG VIÔN TH¤NG THÕ HÖ SAU. §Æc ®iÓm cña m¹ng NGN.

§éng c¬ xuÊt hiÖn m¹ng thÕ hÖ sau:. C¶i thiÖn chi phÝ ®Çu t−. Xu thÕ ®æi míi viÔn th«ng. C¸c nguån doanh thu míi.

Sù tiÕn hãa tõ m¹ng hiÖn cã liªn NGN. ChiÕn l−îc tiÕn hãa. Sù ph¸t triÓn tõ PSTN lªn NGN. CÊU TRóC M¹NG VIÔN TH¤NG THÕ HÖ SAU (NEXT GENERATION NETWORK).

C¸c tæ chøc quèc tÕ víi viÖc x©y dùng m« h×nh cÊu tróc m¹ng thÒ hÖ sau NGN. M« h×nh cña ITU. Mét sè h−íng ph¸t triÓn cña IETF. M« h×nh cña MSF.

M« h×nh cña ETSI. C¸c c«ng nghÖ lμm nÒn cho m¹ng thÕ hÖ sau. IP over ATM. B¶ng so s¸nh gi÷a c¸c c«ng nghÖ.

CÊu tróc luËn lý (cÊu tróc chøc n¨ng) cña m¹ng NGN. M« h×nh ph©n líp chøc n¨ng cña m¹ng NGN. Líp truyÒn dÉn vμ truy nhËp. Líp truyÒn th«ng.

CÊu tróc vËt lý. CÊu tróc vËt lý cña m¹ng NGN. C¸c thμnh phÇn m¹ng vμ chøc n¨ng. Nh÷ng vÊn ®Ò cÇn quan t©m khi ph¸t triÓn NGN.

DÞCH Vô TRONG M¹NG THÕ HÖ SAU. Xu h−íng dÞch vô trong t−¬ng lai. C¸c ®Æc tr−ng cña dÞch vô NGN. KiÕn trc dÞch vô trong m¹ng NGN.

Cac vÊn ®Ò lin quan ®Õn dÞch vô. C¸c kü thuËt phôc vô QoS. C¸c th«ng sè QoS. CHUYÓN M¹CH Sö DôNG TRONG M¹NG THÕ HÖ SAU.

Giíi thiÖu chung. CÊu tróc chuyÓn m¹ch. CÊu tróc chuyÓn m¹ch kªnh. Nh−îc ®iÓm cña chuyÓn m¹ch kªnh.

Sù ra ®êi cña chuyÓn m¹ch mÒm (Softswitch). Kh¸i niÖm vÒ chuyÓn m¹ch mÒm. Thμnh phÇn chÝnh cña chuyÓn m¹ch mÒm. Giao thøc ®iÒu khiÓn phiªn SIP.

HÖ thèng hç trî m¹ng ®a dÞch vô:. Hç trî cÊu h×nh (Configuration Support). KiÕn tróc MN-OSS:. C¸C øng dông cña chuyÓn m¹ch mÒM Vμ gi¶i ph¸p cña c¸c h·ng.

So s¸nh ho¹t ®éng cña chuyÓn m¹ch mÒm vμ chuyÓn m¹ch kªnh. ¦u ®iÓm vμ øng dông cña chuyÓn m¹ch mÒm. S¶n phÈm chuyÓn m¹ch mÒm cña c¸c h·ng. Gi¶i ph¸p cña Cisco.

Gi¶i ph¸p cña ERICSSON:. Gi¶i ph¸p cña Simens:. Ph−¬ng ph¸p tiÕp cËn ph¸t triÓn Softswitch. Yªu cÇu chung vÒ s¶n phÈm.

VÊn ®Ò chän hÖ ®iÒu hμnh. HIÖN TR¹NG Vμ GI¶I PH¸P PH¸T TRIÓN M¹NG NGN CñA SPT. X©y dùng m¹ng NGN. X©y dùng NGN t¹i c¸c n−íc ®ang ph¸t triÓn.

Gi¶i ph¸p x©y dùng NGN t¹i ViÖt Nam. X©y dùng m¹ng NGN cña SPT. Tæng quan m¹ng SPT. Nh÷ng nh−îc ®iÓm cña m¹ng SPT hiÖn t¹i.

Gi¶i ph¸p triÓn khai NGN cña SPT. M« h×nh líp m¹ng NGN:. Gi¶i ph¸p kÕt nèi:. M¹ng trôc NGN SPT.

B¸o hiÖu, Giao thøc vμ giao diÖn kÕt nèi trong m¹ng NGN SPT:. Giao diÖn API vμ Server øng dông trong m¹ng NGN. C«ng nghÖ truyÒn dÉn. C«ng nghÖ truy nhËp.

KÕ ho¹ch x©y dùng m¹ng. KÕ ho¹ch kÕt nèi. KÕt nèi m¹ng NGN víi c¸c m¹ng bªn ngoμi. §Êu nèi bªn trong m¹ng NGN.

B¸o hiÖu bªn trong m¹ng NGN. B¸o hiÖu gi÷a m¹ng NGN víi c¸c m¹ng bªn ngoμi. 147 KÕT LUËN Vμ KIÕN NGHÞ .148 Phô lôc 2: DANH S¸CH C¸C H×NH VÏ Vμ B¶NG BIÓU DANH S¸CH H×NH VÏ H×nh 1-1: Topo m¹ng thÕ hÖ sau .3 H×nh 1-2: C¸c giao thøc cña m¹ng thÕ hÖ sau.4 H×nh 1-3: Nhu cÇu tiÕn hãa m¹ng .6 H×nh 1-4: ChiÕn l−îc ph¸t triÓn .7 H×nh 1-5: Sù héi tô gi÷a c¸c m¹ng .8 H×nh 1-6: Ho¹t ®éng cña chuyÓn m¹ch mÒm trong NGN.9 H×nh 1-7: Sù chuyÓn dÞch tho¹i tõ PSTN sang NGN.10 H×nh 1-8: C¸c líp chøc n¨ng cña m¹ng.12 H×nh 2-1: CÊu tróc luËn lý NGN cña ITU [18] .15 H×nh 2-2: CÊu tróc luËn lý NGN cña MSF.16 H×nh 2-3: CÊu tróc khèi chøc n¨ng NGN cña MSF .16 H×nh 2-4: Líp t−¬ng thÝch .17 H×nh 2-5: Líp chuyÓn m¹ch .17 H×nh 2-7: Líp øng dông.19 H×nh 2-9: CÊu tróc vËt lý NGN cña ETSI [19] .20 H×nh 2-10: CÊu tróc chøc n¨ng NGN cña ETSI [19] .21 H×nh 2-11: C¸c xu h−íng ph¸t triÓn c«ng nghÖ m¹ng .22 H×nh 2-12: CÊu tróc m¹ng thÕ hÖ sau (gãc ®é m¹ng). 28 H×nh 2-13: CÊu tróc m¹ng thÕ hÖ sau (gãc ®é dÞch vô).

29 H×nh 2-14: KiÕn tróc m¹ng thÕ hÖ sau.29 H×nh 2-15: CÊu tróc chuyÓn m¹ch ®a dÞch vô .33 H×nh 2-16: C¸c thùc thÓ chøc n¨ng trong NGN.34 H×nh 2-17: CÊu tróc vËt lý m¹ng NGN.35 H×nh 2-18: C¸c thμnh phÇn ýchÝnh cña m¹ng NGN .36 H×nh 2-19: S¬ ®å khèi Media Gateway.37 H×nh 2-20: S¬ ®å khèi Media Gateway Controller.39 H×nh 3-1: Mét sè dÞch vô NGN ®iÓn h×nh.46 H×nh 3-2: DÞch vô VPN tiªn tiÕn cho SOHO.47 H×nh 3-3: CÊu tróc m¹ng ®a dÞch vô (tõ gãc ®é m¹ng) .49 H×nh 3-4: CÊu tróc chøc n¨ng líp øng dông.50 H×nh 3-5: C¸c API ®Æt bªn c¹nh server øng dông .50 H×nh 3-6: M« h×nh cÊu tróc vËt lý 1.51 H×nh 3-7: M« h×nh cÊu tróc vËt lý 2.51 H×nh 3-8: CÊu tróc ®iÒu khiÓn ph©n líp.52 H×nh 3-9: KiÕn tróc ph©n líp/ Giao diÖn dÞch vô më.52 H×nh 3-10: C¸c nguy c¬ ®èi víi c¸c server vμ thμnh phÇn m¹ng .54 H×nh 3-11: M« h×nh b¶o mËt .54 H×nh 3-12: BiÖn ph¸p chèng l¹i c¸c nguy c¬ .56 H×nh 3-13: Sù ph¸t triÓn QoS .58 H×nh 3-14: C¸c kü thuËt QoS trong m¹ng IP.58 H×nh 3-15: M« h×nh dÞch vô IntServ.59 H×nh 3-16: M« h×nh DiffServ t¹i biªn vμ lâi m¹ng .61 H×nh 4-1: CÊu tróc chuyÓn m¹ch mÒm.64 H×nh 4-2: CÊu tróc chuyÓn m¹ch kªnh.65 H×nh 4-3: Qu¸ tr×nh thùc hiÖn mét cuéc gäi khi sö dông chuyÓn m¹ch kªnh .66 H×nh 4-4: Qu¸ tr×nh thùc hiÖn mét cuéc gäi khi sö dông chuyÓn m¹ch mÒm .67 H×nh 4-5: CÊu tróc m¹ng thÕ hÖ sau.68 H×nh 4-6: ChuyÓn m¹ch kªnh.70 H×nh 4-7: Thμnh phÇn cña m¹ng chuyÓn m¹ch NGN.70 H×nh 4-8: KÕt nèi MGC víi c¸c thμnh phÇn kh¸c trong m¹ng NGN .71 H×nh 4-9: Chøc n¨ng cña Media Gateway Controller .72 H×nh 4-10: Giao thøc sö dông gi÷a c¸c thμnh phÇn .73 H×nh 4-11: VÝ dô sö dông Media Gateway Controller.74 H×nh 4-12: Quan hÖ gi÷a c¸c giao thøc trong m¹ng VoiP .77 H×nh 4-14: C¸c giao thøc thuéc H.77 H×nh 4-15: Chång giao thøc t¹i ®Çu cuèi H.78 H×nh 4-16: CÊu t¹o cña gateway .79 H×nh 4-17: Chång giao thøc cña mét Gateway .79 H×nh 4-18: Chøc n¨ng cña mét Gatekeeper.