mở đầu ở dạng gửi bản tin văn bản hay duyệt các nội dung đơn giản nhƣ thông tin cổ phiếu hay bản tin thời tiết trên internet qua kết nối có tốc độ thấp. Ngày này, khách hàng đã đƣợc sử dụng các ứng dụng đa phƣơng tiện di động. Phát triển mạng Ngày nay, mạng internet đang phát triển một cách hết sức nhanh chóng. Nhờ có cơ chế kỹ thuật lƣu lƣợng của MPLS, công nghệ IP đã thực sự chiếm lĩnh thị trƣờng viễn thông.
Các công nghệ MPLS mới cho phép mạng IP/MPLS có khả năng mở rộng rất cao và đủ mềm dẻo để tích hợp tất cả các GVHD: TS. Trần Hoài Trung HVTH: Nguyễn Phùng Hƣng Luận Văn Thạc Sĩ Kỹ Thuật 2 Lớp Kỹ Thuật Điện Tử K19 dịch vụ vào cùng một cơ sở hạ tầng mạng duy nhất, hoàn toàn không phụ thuộc vào loại hình dịch vụ cung cấp. XU HƢỚNG HỘI TỤ MẠNG NGN Mạng viễn thông hiện nay đƣợc triển khai theo các ứng dụng thực tiễn đơn lẻ. Ví dụ nhƣ trong mạng chuyển mạch điện thoại công cộng PSTN, một cuộc kết nối đƣợc thiết lập giữa hai thuê bao thông qua quá trình trao đổi khe thời gian cố định trong suốt quá trình gọi.
Kiểu mạng này phù hợp cho điện thoại vì chúng có tốc độ bít không đổi và thông tin có tính thời gian thực cao. Với các ứng dụng truyền dữ liệu thì việc sử dụng riêng một kênh thông tin để truyền là rất lãng phí về tài nguyên và không phù hợp với yêu cầu sử dụng. Đối với mạng chuyển mạch gói là rất hữu hiệu cho việc truyền thông tin số liệu nhƣng lại không phù hợp cho truyền thoại vì độ trễ truyền thông tin là không kiểm soát đƣợc. Một giải pháp để giải quyết vấn đề này là tạo ra một mạng tích hợp có thể cung cấp nhiều loại hình dịch vụ có yêu cầu băng thông, thời gian thực và chất lƣợng dịch vụ khác nhau.
Từ tình hình mạng viễn thông hiện nay và sự bùng nổ về nhu cầu dịch vụ băng rộng, việc xây dựng một mạng cung cấp đa loại hình dịch vụ tốc độ cao băng thông lớn là vấn đề tất yêu của các nhà khai thác mạng. Các tổ chức chuẩn hóa viễn thông đã nghiên cứu và đƣa ra mô hình mạng hội tụ có khả năng cung cấp dịch vụ đa phƣơng tiện cho khách hàng trong khi đó giá thành và thời gian xây dựng mạng là rẻ nhất và nhanh nhất – đó chính là mạng thế hệ sau NGN. KHÁI NIỆM VỀ MẠNG NGN NGN đƣợc ITU-T định nghĩa nhƣ sau: “Mạng thế hệ kế tiếp (NGN) là mạng dựa trên nền gói có thể cung cấp các dịch vụ truyền thông và có thể tận dụng đƣợc dải băng tần rộng, các công GVHD: TS. Trần Hoài Trung HVTH: Nguyễn Phùng Hƣng Luận Văn Thạc Sĩ Kỹ Thuật 3 Lớp Kỹ Thuật Điện Tử K19 nghệ truyền tải với QoS cho phép và ở đó các chức năng liên quan đến dịch vụ sẽ độc lập với các công nghệ truyền tải ở lớp dƣới.
NGN cho phép ngƣời dùng truy nhập không hạn chế tới các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông khác nhau. NGN hỗ trợ tính lƣu động nói chung để có thể cung cấp dịch vụ thích hợp và rộng khắp tới các ngƣời dùng. Nhƣ vậy NGN đƣợc mô tả theo các đặc điểm cơ bản nhƣ sau: - Truyền tải trên nền gói - Tách biệt các chức năng điều khiển với các khả năng mang, cuộc gọi/phiên và ứng dụng/dịch vụ - Tách riêng việc cung cấp dịch vụ khỏi mạng và cung cấp các giao diện mở - Hỗ trợ tất cả các dịch vụ, các ứng dụng và các kỹ thuật dựa trên khối xây dựng dịch vụ (bao gồm dịch vụ thời gian thực, phân loại dịch vụ, dịch vụ phi thời gian thực và dịch vụ đa phƣơng tiện) - Các khả năng băng rộng với QoS đầu cuối tới đầu cuối và truyền tải trong suốt - Tƣơng tác với các mạng trƣớc đây thông qua các giao diện mở - Tính lƣu động nói chung - Truy nhập không hạn chế cho ngƣời dùng tới các nhà cung cấp dịch vụ khác nhau - Một sự đa dạng về kế hoạch nhận dạng để giải quyết địa chỉ IP cho mục đích định tuyến trọng mạng IP - Nhìn từ phía UE, dịch vụ đƣợc hội tụ thành một dịch vụ chung duy nhất - Hội tụ dịch vụ giữa mạng cố định và mạng di động - Các chức năng liên quan đến dịch vụ độc lập với các công nghệ lớp dƣới GVHD: TS. Trần Hoài Trung HVTH: Nguyễn Phùng Hƣng Luận Văn Thạc Sĩ Kỹ Thuật 4 Lớp Kỹ Thuật Điện Tử K19 - Tuân theo tất cả các thủ tục quy tắc nhƣ truyền thông khẩn cấp và an ninh/riêng lẻ”.
NGN tập hợp đƣợc ƣu điểm của các công nghệ mạng hiện có, tận dụng băng thông rộng và lƣu lƣợng truyền tải cao của mạng gói để đáp ứng sự bùng nổ nhu cầu lƣu lƣợng thoại truyền thông hiện nay và nhu cầu truyền thông đa phƣơng tiện của ngƣời dùng đầu cuối. Điện thoại IP là ví dụ điển hình để minh họa cách tín hiệu thoại đƣợc chuyển đổi thành gói dữ liệu rồi truyền trên nền IP trong mạng NGN nhƣ thế nào. Có thể nói truyền thoại trên nền gói là ƣu điểm lớn nhất mà NGN đã thực hiện đƣợc hơn hẳn so với các công nghệ mạng trƣớc đây. Đặc điểm của NGN là cấu trúc phân lớp theo chức năng và phân tán các tài nguyên trên mạng.
Điều này đã làm cho mạng đƣợc mềm hóa và sử dụng các giao diện mở API (Application program interface) để kiến tạo các dịch vụ mà không phụ thuộc nhiều và các nhà cung cấp thiết bị và dịch vụ mạng. Xu hƣớng phát triển dịch vụ cho NGN cần đạt đƣợc những đặc điểm sau: - Băng rộng - Đa phƣơng tiện truyền thông - Truyền hình chất lƣợng cao HDTV - Dịch vụ phải đƣợc tích hợp Động lực chính cho sự phát triển sang mạng NGN chính là vấn đề giá cả và tính linh động. Vì xây dựng mạng NGN không những tận dụng tối ƣu cơ sở hạ tầng mạng hiện có mà còn tập hợp đƣợc những ƣu điểm chính, loại bỏ những khuyết điểm cố hữu của các công nghệ mạng hiện nay. Một động lực quan trọng khác đó là sự phân biệt dịch vụ.
Trọng tâm ban đầu của nhiều mạng NGN là hỗ trợ các dịch vụ truyền thống thoại hoặc GVHD: TS. Trần Hoài Trung HVTH: Nguyễn Phùng Hƣng Luận Văn Thạc Sĩ Kỹ Thuật 5 Lớp Kỹ Thuật Điện Tử K19 dữ liệu. Song ngày này có nhiều nhà cung cấp dịch vụ thực hiện chiến lực của mình trên các lĩnh vực dịch vụ hội tụ. Nhƣ vậy lý do để xây dựng mạng NGN của các nhà khai thác dịch vụ là: - Giảm thời gian tung ra thị trƣờng các công nghệ và dịch vụ mới - Thuận tiện cho các nhà cung cấp thiết bị, các nhà cung cấp mạng hay cho các nhà phát triển phần mềm.
- Giảm độ phức tạp trong vận hành bằng việc cung cấp các hệ thống phân chia theo khối đã đƣợc chuẩn hóa. - Hỗ trợ phƣơng thức phân chia một mạng chung thành các mạng ảo riêng rẽ về mặt logic. ITU-T cũng đƣa ra khuyến cáo khi tiến hành xây dựng NGN từ mạng hiện có cho các nhà xây dựng mạng theo mô hình sau: Hình 1.1: Các khả năng tiến đến NGN GVHD: TS. Trần Hoài Trung HVTH: Nguyễn Phùng Hƣng Luận Văn Thạc Sĩ Kỹ Thuật 6 Lớp Kỹ Thuật Điện Tử K19 Nhìn mô hình thì các mạng hiện có nhƣ PSTN, IN, mạng số liệu, mạng internet, mạng cáp, mạng vô tuyến đều có thể phát triển lên NGN thoe hai con đƣờng là có thể phát triển từng bƣớc thông qua mạng lai ghép, mạng VoIP rồi tiến tới NGN hoặc tiến thẳng lên NGN.
Mô hình NGN do ETSI đƣa ra nhƣ sau: Hình 1.2: Kiến trúc mạng NGN Kiến trúc NGN tổng quan của ETSI có các đặc điểm sau: - NGN kế thừa các mạng hiện có nhƣ PSTN, ISDN, Internet… - Xây dựng thêm các phân hệ mới, các giao thức mới với mục đích là để bổ sung thêm các loại hình dịch vụ, cung cấp dịch vụ đa phƣơng tiện và hội tụ mạng (phân hệ IMS). - Mạng truyền tải đƣợc IP hóa, công nghệ mạng truyền tải đƣợc sử dụng là IP. - Các mạng riêng rẽ trƣớc đây đƣợc kết hợp thành một mạng chung duy nhất. Nhờ điều này mà nhà cung cấp dịch vụ mới có thể cung cấp dịch vụ đa phƣơng tiện kết hợp tất cả các loại hình truyền thông GVHD: TS.
Trần Hoài Trung HVTH: Nguyễn Phùng Hƣng Luận Văn Thạc Sĩ Kỹ Thuật 7 Lớp Kỹ Thuật Điện Tử K19 thời gian thực nhƣ thoại, video, audio… với loại hình truyền thông dữ liệu. Trần Hoài Trung HVTH: Nguyễn Phùng Hƣng Luận Văn Thạc Sĩ Kỹ Thuật 8 Lớp Kỹ Thuật Điện Tử K19 CHƢƠNG 2: KIẾN TRÚC PHÂN HỆ IMS TRONG MẠNG NGN 2. TỔNG QUAN IMS 2. Sự ra đời của IMS Tại thời điểm hiện tại, sự hội tụ giữa mạng di động và mạng cố định là một xu thế tất yếu.
Nhu cầu sử dụng cũng nhƣ sự phát triển vƣợt bậc của công nghệ đã thúc đẩy sự gia tăng nhanh chóng của các thiết bị di động đƣợc tích hợp nhiều tính năng tiên tiến. Thế hệ tiếp sau của nhiều thiết bị không chỉ đáp ứng các nhu cầu client-server cơ bản, mà còn các dịch vụ peer-to-peer, thuận lợi cho việc chia sẻ các kết nối nhƣ trình duyệt, desktop, hội nghị truyền hình, trò chuyện hai chiều nhƣ bộ đàm,…. Để có thể truyền thông với nhau, các ứng dụng trên nền IP phải có một cơ chế để đạt đƣợc sự phù hợp với hệ thống mạng hiện có. Hiện tại, mạng điện thoại chỉ thực hiện đƣợc kết nối thoại.
Tƣơng tự, đối với mạng IP, phần lớn các phiên đƣợc thiết lập chỉ để tạo kết nối giữa hai điểm sử dụng riêng cho mạng IP. Điều này dẫn đến tình trạng các nhà cung cấp dịch vụ và khai thác mạng tạo ra một môi trƣờng cô lập, các dịch vụ đơn lẻ, không có tính cạnh tranh và nhất là ngƣời dùng không thể đồng thời sử dụng các dịch vụ khác nhau từ các nhà khai thác khác nhau trên một thiết bị. Thêm vào đó, các mạng truyền tải dữ liệu không cần thời gian thực đƣợc sử dụng chủ yếu trong thế hệ Internet đầu tiên thì ngày nay các dịch vụ thời gian thực (hoặc gần thực) với chất lƣợng dịch vụ QoS cao ngày càng đƣợc phát triển rộng rãi. Hơn nữa, ngƣời dùng trong tƣơng lai mong muốn có các dịch vụ đa phƣơng tiện chất lƣợng cao, mang tính cá nhân, có khả năng tƣơng tác thời gian thực mọi lúc mọi nơi trên mọi thiết bị sử dụng.
Điều này đặt ra những yêu cầu mới cho kiến trúc hạ tầng mạng viễn thông.