I. Tổng quan về Mạng NGN Định nghĩa và kiến trúc cơ bản
Mạng thế hệ mới (NGN) nổi lên cuối những năm 90, giải quyết các vấn đề viễn thông như cạnh tranh toàn cầu, bãi bỏ quy định lạc hậu, khai thác lưu lượng dữ liệu Internet, nhu cầu dịch vụ đa phương tiện và tăng người dùng di động. NGN thể hiện tầm nhìn về mạng viễn thông tương lai. Năm 2000, khái niệm này còn mơ hồ, nhưng đến năm 2001, hội nghị IP Networking and mediacom đã có phiên riêng về chuyển dịch viễn thông sang NGN. Dù có nhiều quan điểm, việc thống nhất về NGN rất khó khăn. Nhóm nghiên cứu SG 13 tiếp tục thảo luận, mở ra cơ hội hợp tác với ITU. Dự án bị trì hoãn đến phiên họp sau. Các nhà khai thác, sản xuất và cung cấp dịch vụ mong muốn hiểu chung về NGN và thiết lập tiêu chuẩn. Vì thế, ITU quyết định tiêu chuẩn hóa NGN theo mô hình dự án do nhóm nghiên cứu 13 chuẩn bị. Dự án mới này thừa hưởng thành quả từ dự án GII hiện có của ITU.
Tại cuộc họp của SG 13 vào tháng 1 năm 2002, vấn đề NGN lại một lần nữa được đề cập đến, đặc biệt, các thảo luận tại Q12/13 tập trung vào mối quan hệ giữa cơ sở hạ tầng thông tin toàn cầu và NGN.
1.1. Khái niệm Mạng NGN Next Generation Network
Khái niệm mạng NGN xuất hiện để giải quyết các vấn đề trong viễn thông như cạnh tranh, lưu lượng dữ liệu Internet, nhu cầu dịch vụ đa phương tiện và tăng người dùng di động. Nó là khái niệm mới được các nhà thiết kế mạng sử dụng cho việc minh họa quan điểm của họ đối với mạng viễn thông trong tương lai. Các quan điểm khác nhau về NGN đã được trình bày tuy nhiên rất khó khăn để đạt được quan niệm thống nhất về mạng NGN. ITU đã quyết định bắt đầu tiến trình tiêu chuẩn hoá về NGN theo mô hình dự án do nhóm nghiên cứu 13 chuẩn bị. Nhiều nhà khai thác, nhà sản xuất, và nhà cung cấp dịch vụ mong muốn tiến đến một hiểu biết chung về NGN và thiết lập tiêu chuẩn cho NGN.
1.2. Đặc điểm chính của Kiến trúc Mạng Thế Hệ Mới
Một trong các đặc tính chính của NGN là tách riêng các dịch vụ với các mạng, cho phép đưa chúng ra một cách riêng biệt và phát triển độc lập. Do đó trong các cấu trúc NGN đưa ra có sự phân chia rõ ràng giữa các chức năng của dịch vụ và các chức năng truyền tải. Một giao diện mở được cung cấp giữa hai phía. NGN cho phép cung cấp cả các dịch vụ đang tồn tại và các dịch vụ mới không phụ thuộc vào mạng và kiểu truy nhập được sử dụng. NGN sẽ phải cung cấp các năng lực để có thể tạo ra, phát triển và quản lý tất cả các loại dịch vụ đã biết hoặc sẽ có.
II. Phân tích Tiêu chuẩn Kết nối trong Mạng Viễn Thông NGN
Trong mạng NGN, khả năng kết nối (nhất là ở mức điều khiển) đóng vai trò quan trọng quyết định đến việc cung cấp dịch vụ một cách tối ưu. Việc chuẩn hóa ứng dụng các công nghệ NGN đã tập trung xem xét kỹ công nghệ truy nhập cụ thể cũng như việc liên kết hoạt động mạng bao gồm: Việc kết nối của các mạng truy cập tương đồng. Việc liên kết hoạt động với các mạng trước đó. Phát triển các cấu trúc dựa trên gói là cần thiết cùng với các đặc điểm cơ bản: Tách riêng việc cung cấp mạng và dịch vụ. Các giao diện mở như INAP Parlay hay JAIN sẽ là các yếu tố khiến cấu trúc NGN linh hoạt hỗ trợ việc phân chia chức năng rõ ràng giữa các chức năng dịch vụ và các chức năng truyền dẫn.
2.1. Các loại Giao Thức Kết Nối chính trong NGN
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 cả các thiết bị cuối nhận biết NGN và dịch vụ đang tồn tại. Vì thế, các dịch vụ kết nối tới NGN sẽ bao gồm các thiết bị thoại tương tự, máy fax, các thiết bị ISDN, điện thoại di động, các thiết bị đầu cuối GPRS, đầu cuối SIP, thoại Ethernet qua PC, . Cả đầu cuối nhận biết NGN (như đầu cuối sử dụng báo hiệu dựa trên NGN: SIP,H.323 , MGCP hay MEGACO) hay đầu cuối không nhận biết NGN sử dụng các giao thức kế thừa ( Q.) đều được hỗ trợ.
2.2. Tầm quan trọng của Tiêu Chuẩn ITU T trong Mạng NGN
ITU cũng thành lập các nhóm nghiên cứu về NGN mà thành phần chính là hai nhóm SG11 và SG13 trong đó có nhóm chuẩn bị báo cáo NGN (JRG-NGN) cho dự án NGN 2004. Một số Tiêu đề được ITU ban hành: Y.NGN-Overview (Tổng quan về các chức năng và đặc tính của NGN), Y.GRM-NGN (Mô hình tham khảo chung của NGN), Y.NGN-FRM (Mô hình cấu trúc chức năng), Y.NGN-SRQ (Các yêu cầu dịch vụ NGN), Y.NGN-MOB (Các yêu cầu linh hoạt về quản lý và cấu trúc NGN), v.v.
III. Phương pháp tiếp cận Kiến trúc Mạng NGN đa lớp và linh hoạt
Một trong các đặc tính chính của NGN là tách riêng các dịch vụ với các mạng, cho phép đưa chúng ra một cách riêng biệt và phát triển độc lập. Do đó trong các cấu trúc NGN đưa ra có sự phân chia rõ ràng giữa các chức năng của dịch vụ và các chức năng truyền tải. Một giao diện mở được cung cấp giữa hai phía. NGN cho phép cung cấp cả các dịch vụ đang tồn tại và các dịch vụ mới không phụ thuộc vào mạng và kiểu truy nhập được sử dụng. Các dịch vụ tuỳ biến theo khách hàng của các nhà cung cấp dịch vụ ngày càng quan trọng. NGN sẽ bao gồm các API ( giao diện chương trình ứng dụng) liên quan đến dịch vụ để hỗ trợ việc tạo, cung cấp và quản lý các dịch vụ.
3.1. Phân lớp và giao diện mở trong kiến trúc NGN
NGN là mạng được phân chia thành các lớp và các mặt phẳng, sử dụng các giao diện mở nhằm đưa ra cho các nhà khai thác mạng và cung cấp một nền tảng thông tin để kiến tạo, triển khai và quản lý các dịch vụ, bao gồm cả các dịch vụ đã có và các dịch vụ mới trong tương lai. Điều này cho phép các nhà khai thác mạng và nhà cung cấp dịch vụ có thể dễ dàng phát triển, triển khai và quản lý các dịch vụ mới trên nền tảng NGN một cách linh hoạt và hiệu quả.
3.2. Ứng dụng các API mở để phát triển dịch vụ viễn thông
Trong NGN, các thực thể chức năng điều khiển hoạt 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 cả các mạng đang tồn tại và mạng mới. Khi chúng được phân bổ tự nhiên, chúng thông tin qua các các giao diện mở. Các giao thức mới đang được chuẩn hoá để cung cấp việc thông tin giữa các thực thể chức năng (functional entities).
IV. Thách thức về QoS và An ninh trong Mạng NGN
Vấn đề cụ thể là việc chuyển các dịch vụ thoại tới cơ sở hạ tầng NGN, chất lượng dịch vụ liên quan tới các dịch vụ thời gian thực ( đảm bảo băng thông, bảo trễ, độ mất gói .) cũng như vấn đề bảo mật. NGN cần cung cấp cơ chế bảo mật tới bảo vệ sự thay đổi các thông tin nhậy cảm khi qua cơ sở hạ tầng của nó, để bảo vệ chống lại việc sử dụng gian lận các dịch vụ được cung cấp bởi các nhà cung cấp dịch vụ và bảo vệ bản thân cơ sở hạ tầng của nó trước sự tấn công từ bên ngoài, điều rất hay gặp đối với một mạng gói.
4.1. Đảm bảo QoS cho các dịch vụ thời gian thực trong NGN
NGN sẽ phải cung cấp các năng lực (cơ sở hạ tầng, các giao thức .) để có thể tạo ra, phát triển và quản lý tất cả các loại dịch vụ đã biết hoặc sẽ có. Các dịch vụ trên có thể sử dụng tất cả các loại media (audio, visual, audiovisual), với tất cả các hệ thống mã hoá và các dịch vụ dữ liệu, đàm thoại, Unicast, Multicast and Broadcast, nhắn tin dịch vụ truyền dữ liệu đơn giản, có thời gian thực, không cần thời gian thực, các dịch nhạy cảm với trễ hay chấp nhận trễ.
4.2. Giải pháp An ninh Mạng toàn diện cho hạ tầng NGN
Phát triển cấu trúc bảo mật phức hợp cho NGN. Nhóm bảo mật NGN sẽ lập ra các các nguyên tắc chỉ đạo hoạt động bảo mật trong NGN (việc bảo mật trong vận hành NGN). Phát triển các giao thức bảo mật cụ thể NGN và các API. Các đối tác chính làm việc với ETSI bao gồm : 3GPP, ITU-T, IETF.
V. Ứng dụng Thực tiễn và Giải pháp Kết nối NGN từ các hãng
Các nhà cung cấp NGN đều đưa ra cấu trúc như là một bước chuyển tiếp lên NGN với các sản phẩm của mình. Tuy nhiên đó là những giải pháp cụ thể riêng của từng hãng. Cấu trúc cơ bản được xác định bao gồm các phần tử mạng cần thiết cho việc cung cấp các dịch vụ thoại truyền thống. Dưới đây là cấu trúc do tổ chức Eurescom đưa ra.
5.1. Kết nối tới mạng PSTN GSM và mạng riêng ảo trong NGN
Luận văn cũng giới thiệu các sản phẩm kết nối hiện có trên thị trường. Qua đó, luận văn cung cấp thông tin về các chuẩn phục vụ cho việc kết nối giữa các phần tử trong mạng NGN cũng như khả năng kết nối hiện có của mạng NGN. Một số giải pháp kết nối với mạng viễn thông hiện nay, và kết nối trong mạng NGN của một số hãng viễn thông lớn trên thế giới và giới thiệu, so sánh một số sản phẩm mạng NGN.
5.2. Giải pháp kết nối NGN của Alcatel và Ericsson
Các giải pháp kết nối của Alcatel tiến tới NGN bao gồm các giai đoạn từ 1 đến 6, trong khi đó, các giải pháp kết nối của Ericsson bao gồm các giải pháp mạng trung kế Engine, ENGINE Bridgehead, chuyển mạch lai và ENGINE tổng thể. Các giải pháp của các hãng khác cũng được đề cập đến trong luận văn. Các giải pháp này giúp các nhà khai thác viễn thông có thể chuyển đổi từ mạng truyền thống sang mạng NGN một cách hiệu quả.
VI. Triển vọng và Tương lai của Mạng NGN trong Viễn Thông
Việc phát triển các cấu trúc đang tồn tại trên hai lớp mạng dựa vào các gói là cần thiết cùng với các đặc điểm cơ bản: Tách riêng việc cung cấp mạng và dịch vụ. Các giao diện mở như INAP Parlay hay JAIN sẽ là các yếu tố khiến cấu trúc NGN linh hoạt hỗ trợ việc phân chia chức năng rõ ràng giữa các chức năng dịch vụ và các chức năng truyền dẫn. Cấu trúc NGN cho phép cung cấp cả các dịch vụ mới và dịch vụ đang tồn tại không phụ thuộc vào mạng cũng như kiểu truy nhập được sử dụng.
6.1. Khả năng mở rộng và tính linh hoạt của kiến trúc NGN
NGN sẽ bao gồm các API ( giao diện chương trình ứng dụng) liên quan đến dịch vụ để hỗ trợ việc tạo, cung cấp và quản lý các dịch vụ. 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 cả các thiết bị cuối nhận biết NGN và dịch vụ đang tồn tại.
6.2. Mô hình kinh doanh mới cho dịch vụ viễn thông NGN
Các dịch vụ tuỳ biến theo khách hàng của các nhà cung cấp dịch vụ ngày càng quan trọng. Điều này tạo ra các mô hình kinh doanh mới cho các nhà khai thác viễn thông, cho phép họ cung cấp các dịch vụ cá nhân hóa và tạo ra doanh thu mới. Luận văn này cung cấp thông tin về các chuẩn phục vụ cho việc kết nối giữa các phần tử trong mạng NGN cũng như khả năng kết nối hiện có của mạng NGN.
