CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ MẠNG NGN I.1 Định nghĩa khái quát mạng NGN: Là một mạng có hạ tầng thông tin duy nhất dựa trên công nghệ chuyển mạch gói , triễn khai các dịch vụ một cách đa dạng và nhanh chóng , sự hội tụ giữa thoại và số liệu , giữa cố định và di động. Mục tiêu xây dựng : Dịch vụ cần đa dạng hóa với giá thành thấp , giảm thiểu thời gian đưa dịch vụ mới ra thị trường. Giảm chi phí khai thác mạng và dịch vụ , nâng cao hiệu quả đầu tư. Tạo nguồn doanh thu mới ngoài doanh thu từ các dịch vụ truyền thống.
Yêu cầu đối với NGN: Cung cấp các dịch vụ thoại và truyền số liệu trên cơ sở hạ tầng thông tin thống nhất .Mạng có cấu trúc đơn giản, giảm tối thiểu cấp chuyển mạch. Cấu trúc phải có tính mở , dễ mở rộng dung lương và triễn khai dịch vụ mới .Cấu trúc mạng có độ linh hoạt và sẳn sàng cao , năng lực tồn tại mạnh nhằm đảm bảo tính an tòan mạng lưới và chất lượng dịch vụ. Bảo tòan vốn đầu tư của doanh nghiệp với mạng hiện tại. Cấu trúc mạng tổ chức không phụ thuộc vào địa giới hành chính.
Hệ thống quản lý mạng , dịch vụ có tính tập trung cao. NGN là mạng hội tụ cả thoại , video và dữ liệu trên cùng một cơ sở hạ tầng dựa trên nền tảng IP, hoạt động trên cả hai phương tiện truyền thông vô tuyến và hữu tuyến. NGN là sự tích hợp cấu trúc mạng hiện tại với cấu trúc mạng đa dịch vụ dựa trên cơ sở hạ tầng sẵn có , với sự hợp nhất các hệ thống quản lý điều khiển các ứng dụng cơ bản bao gồm thoại , hội nghị truyền hình và nhắn tin hợp nhất như Voice mail , Email và Fax mail , cùng nhiều dịch vụ tiềm năng khác. Trong NGN các thực thể chức năng điều khiển hoạt SVTH : Lê Thanh Việt GVHD : PGS TS Nguyễn Quốc Trung -2- Mạng NGN và chất lượng dịch vụ (QoS) động ,các phiên , media, các tài nguyên phân phát dịch vụ bảo mật ,… có thể được phân tán khắp cơ sở hạ tầng mạng bao gồm các mạng đang tồn tại và mạng mới .Khi chúng được phân bổ tự nhiên , chúng thông tin qua các giao diện mở .Liên kết hoạt động giữa NGN và các mạng đang tồn tại như PSTN,ISDN và GSM được thực hiện thông qua các gateway.
NGN sẽ hỗ trợ các thiết bị đầu cuối nhận biết NGN và những dịch vụ đang tồn tại. Vì vậy các thiết bị kết nối đến NGN sẽ bao gồm các thiết bị thoại tương tự ,máy fax,các thiết bị ISDN,điện thoại di động tế bào,các thiết bị đầu cuối GPRS,đầu cuối SIP … I.2 So sánh mạng NGN và mạng PSTN : Điện thoại truyền thống - mạng điện thoại cộng (Public Switched Telephone Network-PSTN) là mạng truyền thông dựa trên nền tảng kỹ thuật chuyển mạch kênh (Circuit Switching). Chuyển mạch kênh là phương pháp truyền thông trong đó có một kênh truyền dẫn dành riêng được thiết lập giữa hai thiết bị đầu cuối thông qua một hay nhiều nút chuyển mạch trung gian. Dòng thông tin truyền trên kênh này là dòng bit truyền liên tục theo thời gian.
Băng thông của kênh dành riêng được đảm bảo và cố định trong quá trình liên lạc (64Kbps đối với mạng điện thoại PSTN), và độ trễ thông tin là rất nhỏ chỉ cỡ thời gian truyền thông tin trên kênh (propagation time). Mạng thế hệ mới (Next Generation Network-NGN) có thể hiểu là mạng dựa trên mạng chuyển mạch gói (Packet Switching Network) nơi mà chuyển mạch gói và các phần tử truyền thống (như các bộ định tuyến, chuyển mạch và cổng) được phân biệt một cách logic và vật lý (physical) theo điều khiển thông minh dịch vụ hoặc cuộc gọi. Khả năng điều khiển thông minh này thường hỗ trợ cho tất cả các loại hình dịch vụ trên mạng truyền thông chuyển mạch gói, bao gồm mọi dịch vụ từ các dịch vụ thoại cơ bản (basic voice telephony services) đến các dịch vụ dữ liệu, hình ảnh, đa phương tiện, băng SVTH : Lê Thanh Việt GVHD : PGS TS Nguyễn Quốc Trung -3- Mạng NGN và chất lượng dịch vụ (QoS) rộng tiên tiến (advanced broadband) và các ứng dụng quản lý-management application, nó có thể được nhiều là một kiểu khác của dịch vụ mà NGN cung cấp). Đặc điểm mạng chuyển mạch gói sử dụng hệ thống lưu trữ rồi truyền (store- and-forward system) tại các nút mạng.
Thông tin được chia thành các phần nhỏ (gọi là gói), mỗi gói được thêm các thông tin điều khiển cần thiết cho quá trình truyền như là địa chỉ nơi gởi, địa chỉ nơi nhận. Các gói thông tin đến nút mạng được xử lý và lưu trữ trong một thời gian nhất định rồi mới được truyền đến nút tiếp theo sao cho việc sử dụng kênh có hiệu quả cao nhất. Trong mạng chuyển mạch gói không có kênh dành riêng nào được thiết lập, băng thông của kênh logic giữa hai thiết bị đầu cuối thường không cố định và độ trễ thông tin lớn hơn mạng chuyển mạch kênh. Tuy nhiên nhờ sử dụng một số giao thức mới kết hợp với chồng giao thức TCP/IP cho phép chúng ta thực hiện các cuộc gọi qua chuyển mạch gói ưu việt hơn hẳn so với điện thoại truyền thống.3 Các đặc điểm của NGN : Mạng NGN có bốn đặc điểm chính: Nền tảng là hệ thống mạng mở Mạng NGN là do mạng dịch vụ thúc đẩy,nhưng dịch vụ phải độc lập với mạng lưới.
Mạng NGN là mạng chuyển mạch gói dựa trên một giao thức thống nhất. Là mạng có dung lượng ngày càng tăng ,có tính thích ứng ngày càng tăng có đủ dung lượng để đáp ứng nhu cầu .Do áp dụng cơ chế mở nên có một số ưu điểm : SVTH : Lê Thanh Việt GVHD : PGS TS Nguyễn Quốc Trung -4- Mạng NGN và chất lượng dịch vụ (QoS) • Các khối chức năng của tổng đài truyền thống chia thành các phần tử mạng độc lập,các phần tử được phân theo chức năng tương ứng và phát triển một cách độc lập. • Giao diện và giao thức giữa các bộ phận phải dựa trên các tiêu chuẩn tương ứng.Việc phân tích làm cho mạng viễn thông vốn có dần dần đi theo hướng mới,nhà kinh doanh có thể căn cứ vào nhu cầu dịch vụ để tự tổ hợp các phần tử khi tổ chức mạng lưới .Việc tiêu chuẩn hóa giao thức giữa các phần tử có thể thực hiện nối thông giữa các mạng có cấu hình khác nhau.Tiếp đến,mạng NGN là mạng dịch vụ thúc đẩy với các đặc điểm của nó : chia tách dịch vụ với điều khiển cuộc gọi,chia tách cuộc gọi với truyền tải. Mục tiêu chính của chia tách là làm cho dịch vụ thực sự độc lập với mạng , thực hiện linh hoạt và có hiệu quả trong việc cung cấp các dịch vụ .Thuê bao có thể tự bố trí và xác định đặc trưng dịch vụ của mình , không quan tâm đến mạng truyền tải dịch vụ và loại hình đầu cuối .Điều đó làm cho việc cung cấp dịch vụ và ứng dụng có tính linh hoạt cao.
NGN là mạng chuyển mạch gói với giao thức thống nhất. Vài năm gần đây ,cùng với sự phát triển của công nghệ IP,người ta nhận ra rằng ,mạng viễn thông,mạng máy tính ,mạng truyền hình cáp có thể tích hợp thành một mạng IP thống nhất đó là xu thế lớn mà được gọi là dung hợp ba mạng.Giao thức IP làm cho các dịch vụ làm cơ sở đều có thể thực hiện kết nối thông qua các mạng khác nhau .Giao thức IP thực tế đã trở thành giao thức ứng dụng vạn năng và bắt đầu được sử dụng làm cơ sở cho các mạng đa dịch vụ,mặc dù hiện tại vẫn ở thế bất lợi so với chuyển mạch kênh về việc hổ trợ khả năng lưu lượng thoại và cung cấp chất lượng dịch vụ đảm bảo cho số liệu.Tốc độ đổi mới nhanh chóng trong Internet mà được tạo điều kiện bởi sự phát triển của các tiêu chuẩn mở sẽ sớm khắc phục được những thiếu sót này. SVTH : Lê Thanh Việt GVHD : PGS TS Nguyễn Quốc Trung -5- Mạng NGN và chất lượng dịch vụ (QoS) PSTN GSM Internet GPRS Signaling Media Gateway Gateway Resident IP QoS Gateway Direct Network Client 3G WLAN Server Bluetooth Application & Services SoftsWitch Hình I.1: Cấu trúc mạng thế hệ sau I.4 Động cơ xuất hiện mạng thế hệ mới : Yếu tố hàng đầu là 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. 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 việc chuyển đổi sang hệ thống chuyển mạch gói tập trung là không thể tránh khỏi khi dữ liệu thay thế vị trí của thoại và trở thành nguồn tạo ra lợi nhuận chính. Những lý do chính dẫn đến sự xuất hiện của mạng thế hệ mới : Cải thiện chi phí đầu tư : 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 nghệ máy tính. Các mạng chuyển mạch kênh này hiện đang chiếm phần lớn trong cơ sở hạ tầng PSTN. Tuy nhiên chúng chưa thật sự tối ưu cho mạng truyền số liệu .kết quả ngày càng có nhiều dòng lưu lượng số liệu trên mạng PSTN đến mạng Internet và sẽ xuất hiện SVTH : Lê Thanh Việt GVHD : PGS TS Nguyễn Quốc Trung -6- Mạng NGN và chất lượng dịch vụ (QoS) một giải pháp với định hướng số liệu làm trọng tâm để thiết kế mạng chuyển mạch tương lai ,nền tảng trên công nghệ chuyển mạch gói cho cả thoại và dữ liệu .Các giao diện mở tại từng lớp mạng cho phép nhà khai thác lựa chọn nhà cung cấp có hiệu quả nhất trong từng lớp mạng của họ .Truyền tải dựa trên gói cho phép phân bổ băng tần linh hoạt , loại bỏ nhu cầu nhóm trung kế kích thước cố định cho thoại nhờ đó giúp các nhà khai thác quản lý mạng dễ dàng hơn , nâng cấp một cách hiệu quả phần mềm trong các nút điều khiển mạng , giảm chi phí khai thác hệ thống.
Xu thế đổi mới viễn thông : Khác với các nhu cầu kỹ thuật,với xu hướng mở cửa thị trường tăng khả năng cạnh tranh , để giành được thị phần các nhà đầu tư phải tập trung phát triển các kết nối đầu cuối.