CHƯƠNG I: TỔNG QUAN MẠNG THẾ HỆ SAU NGN 1.1 Tổng quan về mạng NGN 1.1 Sự hình thành mạng NGN Sự gia tăng cả về số lượng và chất lượng của các nhu cầu dịch vụ ngày trở nên phức tạp từ phía khách hàng đã kích thích sự phát triển nhanh chóng của thị trường công nghệ Điện tử – Tin học – Viễn thông. Tuy nhiên, các công nghệ cơ bản liên quan đến các tổng đài chuyển mạch kênh hiện nay đã phát triển quá chậm so vớ tốc độ thay đổi và tốc độ chấp nhận liên quan đến công nghiệp máy tính. Chuyển mạch kênh là các phần tử có độ tin cậy cao trong kiến trúc PSTN. Tuy nhiên, chúng không bao giờ là tối ưu đối với chuyển mạch gói.
Khi lưu lượng của mạng ngày càng trở nên phong phú và đa dạng thì hiển nhiên phải có một công nghệ, giải pháp mới cho thiết kế chuyển mạch của mạng tương lai, đó là xét về mặt kỹ thuật. Còn khi xem xét ở khía cạnh kinh doanh thu lợi nhuận: do các nhà khai thác dịch vụ cạnh tranh và các nhà khai thác cấp trên cùng phụ thuộc vào một tập hữu hạn các sản phẩm tổng đài điện thoại nội hạt, chính điều đó buộc họ phải cung cấp các dịch vụ giống nhau. Và khi đã cung cấp các dịch vụ giống nhau thì chỉ có một con đường duy nhất để thu hút khách hàng đó là chính sách giá cả, muốn có một lượng khách hàng lớn thì phải giảm giá cước. Nhưng chỉ tạo sự chênh lệch về mặt giá cả vốn đã không phải là một chiến lược kinh doanh lâu dài tốt trong lĩnh vực viễn thông.
Nếu có giải pháp nào đó mà cho phép tạo ra các dịch vụ thật sự mới và hấp dẫn thì các nhà khai thác sẽ có cơ hội tạo sự khác biệt về mặt dịch vụ chứ không chỉ về giá cước. Thêm vào đó, khi xét về khía cạnh đầu tư, thì đối với bất kỳ một nhà đầu tư nào, trước khi có ý định đầu tư vào việc xây dựng mạng, thì yếu tố quan trọng đầu tiên mang tính quyết định đó là thời gian đầu tư và hoàn vốn, mà động lực của nó là tỷ lệ giữa sự đổi mới và kết quả dự báo về kinh tế của công nghệ lõi được chọn trong mạng. Do thời gian phát triển nhanh và chi phí vận hành cũng như bảo dưỡng các mạng chuyển mạch gói thấp hơn nhiều so với chuyển Lương Thị Huyền 9 Cao học ĐT1 -0709 Luận văn thạc sĩ Mạng NGN và các giao thức báo hiệu điều khiển mạch kênh, nên các nhà điều hành mạng ngày nay tập trung chú ý đến công nghệ chuyển mạch gói IP. Do vậy, khi càng ngày càng nhiều lưu lượng dữ liệu chảy vào mạng qua Internet, thì cần phải có một giải pháp mới, đặt trọng tâm vào dữ liệu, cho việc thiết kế chuyển mạch của tương lai dựa trên công nghệ gói để chuyển tải chung cả thoại và dữ liệu.
Như một sự lựa chọn, các nhà cung cấp dịch vụ đã và đang cố gắng hướng tới việc xây dựng một mạng thế hệ mới Next Generation Network - NGN trên đó hội tụ các dịch vụ thoại, số liệu, đa phương tiện trên một mạng duy nhất - sử dụng công nghệ chuyển mạch gói trên mạng xương sống (Backbone Network). Đây là mạng của các ứng dụng mới và các khả năng mang lại lợi nhuận mà chỉ đòi hỏi giá thành thấp. Và đó không chỉ là mạng phục vụ thông tin thoại, cũng không chỉ là mạng phục vụ tryền số liệu mà đó là một mạng thống nhất, mạng hội tụ đem lại ngày càng nhiều các dịch vụ tiên tiến đáp ứng nhu cầu ngày một tăng, và khắt khe hơn từ phía khách hàng. Mạng thế hệ mới NGN không phải là một cuộc cách mạng về mặt công nghệ mà nó là một bước phát triển, một xu hướng tất yếu.
Hạ tầng cơ sở mạng của thế kỷ 20 không thể được thay thế trong một sớm một chiều, vì thế NGN phải tương thích tốt với môi trường mạng sẵn có và phải kết nối hiệu quả với mạng hiện tại. Mục tiêu của mạng thế hế sau NGN Theo khuyến nghị ITU-T Y.2011 (Tháng 10/2004) thì các mục tiêu được đề ra cho mạng NGN là: ●Thúc đẩy sự cạnh tranh lành mạnh ●Khuyến khích đầu tư cá nhân ●Xác định một khuôn khổ cho kiến trúc và các khả năng để có thể hội tụ các yêu cầu điều chỉnh khác nhau ●Cung cấp sự truy cập mở tới các mạng Trong đó: -Đảm bảo sự cung cấp phổ biến và truy cập tới các dịch vụ -Thúc đẩy sự bình đẳng cơ hội cho mọi người Lương Thị Huyền 10 Cao học ĐT1 -0709 Luận văn thạc sĩ Mạng NGN và các giao thức báo hiệu điều khiển -Thúc đẩy sự đa dạng nội dung bao gồm sự đa dạng văn hóa và ngôn ngữ -Công nhận sự cần thiết của việc hợp tác toàn cầu với sự quan tâm đặc biệt tới các nước kém phát triển 1. Đặc điểm cơ bản của mạng NGN Thuật ngữ NGN được sử dụng để đưa ra một cái tên chung tới những sự thay đổi các cơ sở hạ tầng cung cấp dịch vụ mà đã khởi động trong ngành công nghiệp viễn thông. NGN có thể được xác định thêm bởi các đặc điểm cơ bản sau đây: ●Truyền dẫn trên cơ sở gói ●Có sự phân tách các chức năng điều khiển giữa các khả năng mang thông báo, gọi/phiên, và ứng dụng/dịch vụ ●Phân tách sự cung cấp dịch vụ từ truyền dẫn, và cung cấp các giao diện mở ●Hỗ trợ một dải rộng các dịch vụ, các ứng dụng và các cấu trúc dựa trên các khối dựng sẵn (bao gồm thời gian thực/không thời gian thực và các dịch vụ đa phương tiện) ●Các khả năng băng rộng với chất lượng dịch vụ đầu cuối - đầu cuối (end-to- end) ●Tác động với các mạng hiện tại thông qua các giao diện mở ●Sự di dộng mở rộng ●Không hạn chế sự truy cập của người dùng tới các nhà cung cấp dịch vụ khác nhau ●Sự đa dạng các kế hoạch nhận dạng ●Thống nhất các đặc điểm dịch vụ cho cùng dịch vụ như sự nhận biết bởi người sử dụng ●Hội tụ các dịch vụ giữa cố định/di động ●Sự độc lập dịch vụ - các chức năng liên quan từ các công nghệ truyền dẫn bên dưới ●Hỗ trợ nhiều công nghệ sắp lạc hậu ●Dễ dàng với các yêu cầu điều chỉnh, ví dụ liên quan đến các liên lạc khẩn cấp, an ninh, cá nhân, ngăn chặn đúng luật, vv… Lương Thị Huyền 11 Cao học ĐT1 -0709 Luận văn thạc sĩ Mạng NGN và các giao thức báo hiệu điều khiển 1.
Kiến trúc mạng NGN Mục tiêu của NGN là cung cấp những khả năng để tạo ra, triển khai và quản lý tất cả các loại dịch vụ có thể. Để đạt được mục tiêu này, thì cần thiết để tách cơ sở hạ tầng tạo mới/triển khai dịch vụ từ sự độc lập cơ sở hạ tầng truyền dẫn. Việc tách được đưa ra trong kiến trúc NGN chẳng hạn như sự phân tách của lớp truyền dẫn và dịch vụ và được thể hiện như hai lớp độc lập.1 dưới đây cho thấy sự phát triển lên mạng NGN từ mạng hiện tại Hình 1.1: Sự chuyển đổi mạng lên NGN Xét về mặt chức năng, mô hình cấu trúc mạng NGN bao gồm 5 lớp: 1. Lớp truy nhập (Access): Bao gồm các hệ thống truy nhập cung cấp các cổng kết nối với thiết bị đầu cuối thuê bao thông qua hệ thống hữu tuyến (cáp đồng, cáp quang.) và các hệ thống vô tuyến như thông tin di động, vi ba, vệ tinh, vô tuyến cố định.
Lớp truyền tải/lõi (Transport/Core): Bao gồm các chuyển mạch lõi (core) và chuyển mạch biên (edge) dựa trên công nghệ ATM/IP, các Lương Thị Huyền 12 Cao học ĐT1 -0709 Luận văn thạc sĩ Mạng NGN và các giao thức báo hiệu điều khiển tuyến truyền dẫn SDH/WDM kết nối các chuyển mạch lõi với nhau và với chuyển mạch biên. Lớp ứng dụng/dịch vụ ( Application/service) Lớp điều khiển (Control) Lớp quản lý Lớp chuyền tải (Transport / Core) Lớp truy nhập (Access) Hình 1.2: Cấu trúc NGN 3. Lớp điều khiển (Control): Bao gồm các hệ thống điều khiển thực hiện kết nối cuộc gọi, đáp ứng dịch vụ cho thuê bao thông qua việc điều khiển các thiết bị chuyển mạch ATM/IP của lớp truyền tải và lớp truy nhập. Lớp ứng dụng/dịch vụ (Application/Service): Có chức năng cung cấp các ứng dụng và các dịch vụ thoại, phi thoại, các dịch vụ băng rộng, dịch vụ thông minh, các dịch vụ giá trị gia tăng.
cho khách hàng thông qua các lớp dưới. Lớp này liên kết với lớp điều khiển thông qua các giao diện mở API. Lớp quản lý (Management): Thực hiện chức năng quản lý hoạt động của các lớp còn lại. Do đó, lớp này có vai trò vị trí đặc biệt, liên quan và xuyên suốt các lớp còn lại.
Lương Thị Huyền 13 Cao học ĐT1 -0709 Luận văn thạc sĩ Mạng NGN và các giao thức báo hiệu điều khiển Như vậy trong cấu trúc mạng NGN các chức năng truyền dẫn và chuyển mạch được gộp chung trong lớp truyền tải/lõi, mô hình của một số hãng gộp chung lớp truyền tải và lớp truy nhập. Điều này có nghĩa là các thiết bị chuyển mạch và truyền dẫn chỉ được xem là các phương tiện thực hiện chuyển tải lưu lượng. Trong mô hình cấu trúc NGN, các lớp điều khiển và quản lý được đặc biệt chú ý. Lớp điều khiển hiện nay rất phức tạp do khả năng tương thích giữa các thiết bị của các hãng khác nhau, các giao thức, giao diện và báo hiệu điều khiển kết nối rất đa dạng và còn tiếp tục phát triển.
Lớp quản lý có chức năng xuyên suốt các lớp còn lại. Các thành phần cơ bản của mạng NGN Trong mạng NGN có các thành phần cơ bản là: ● Softswitch ● Media Gateway - MG ● Signalling Gateway ● Application Server ● Media Server Softswitch:Trong NGN, Softswitch là bộ não của mạng, nó có các chức năng sau: -Trung tâm báo hiệu và điều khiển cuộc gọi trong toàn mạng, quản lý và điều khiển các loại Gateway truy nhập mạng, hoạt động theo tất cả các loại giao thức báo hiệu từ H323, SIP đến MGCP/MEGACO. -Giao tiếp với báo hiệu của mạng PSTN (chủ yếu là kết nối với mạng báo hiệu SS7) và liên kết với hệ thống Softswitch khác. -Tạo ra các môi trường lập trình mở để cho phép các hãng thứ ba dễ dàng tích hợp và phát triển ứng dụng (trên nền IP) và kết nối với các môi trường cung cấp dịch vụ đã có sẵn (ví dụ IN).
Media Gateway – MG: Media Gateway đóng vai trò như một giao diện vật lý giữa mạng chuyển mạch kênh PSTN và mạng chuyển mạch gói IP. Nó có nhiệm vụ báo hiệu và nhận tín hiệu đến và từ mạng PSTN.