Nghiên cứu về Mạng NGN và Ứng dụng tại Việt Nam

Chuyên khảo phân tích Mạng ngn và ứng dụng tại việt nam, đánh giá các khía cạnh quan trọng, đề xuất hướng nghiên cứu tiếp theo., phục vụ nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn

• Tác giả: Phạm Quang Đức
• Người hướng dẫn: TS. Phạm Minh Việt
• Trường học: Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
• Chuyên ngành: Điện Tử Viễn Thông
• Đề tài: Mạng NGN và Ứng Dụng Tại Việt Nam
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2006
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• 1. CHƯƠNG 1: MẠNG THẾ HỆ SAU VÀ CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH MỀM
• 1.1. So sánh sự truyền thông trong mạng gãi và mạng TDM (nguồn Siemens)
• 1.2. Kiến trúc mạng và bảo hiệu của mạng PSTN
• 1.3. Kiến trúc mạng PSTN và mạng thế hệ mới NGN
• 1.4. Mô hình kiến trúc mạng NGN
• 1.5. Sự đã truy cập Internet qua PRI
• 1.6. Sự đã truy cập Internet qua trung kế SS7
• 1.7. Ứng dụng tầng đại chuyển mạch gãi tandem
• 1.8. Kiến trúc tầng đại chuyển mạch gãi néi hạt
• 1.9. Các phần tử trong dòng VoBB
• 1.10. Sự đã kết nối IAD, và Customer Premise GW
• 1.11. Dòng NGN với đầu cuối IP, và IP client
• 2. CHƯƠNG 2: ĐẶC ĐIỂM VÀ KIẾN TRÚC MẠNG NGN
• 2.1. Kiến trúc mạng NGN
• 2.2. Các phần tử trong mạng NGN
• 2.3. Các dịch vụ chính trong mạng NGN
• 2.4. Ứng dụng làm SS7, PRI Gateway
• 2.5. Trung kế đạo - tầng đại chuyển mạch gãi chuyển tuyến
• 2.6. Tầng đại chuyển mạch néi hạt
• 2.7. Thoại trên băng thông rộng
• 3. CHƯƠNG 3: CÁC GIAO THỨC BÁO HIỆU VÀ ĐIỀU KHIỂN TRONG MẠNG NGN
• 3.1. Giao thức H323
• 3.2. Cấu trúc của H
• 3.3. Thiết bị đầu cuối
• 3.4. Tập giao thức H323
• 3.5. Báo hiệu điều khiển cuộc gọi H225
• 3.6. Các thành tố báo hiệu cuộc gọi
• 3.7. Giao thức khởi tạo phiên SIP
• 3.8. Khái quát về SIP
• 3.9. Các bản tin của SIP
• 3.10. Khả năng tìm gọi song song của SIP
• 3.11. Các quá trình thiết lập cuộc gọi của SIP
• 3.12. So sánh giữa H
• 3.13. Giao thức điều khiển cuộc gọi độc lập kênh mạng BICC
• 3.14. Tổng quan về BICC
• 3.15. Kiến trúc của BICC
• 3.16. Mô hình giao thức
• 3.17. Ví dụ về quá trình thiết lập cuộc gọi của BICC CS1
• 3.18. Giao thức điều khiển gateway truyền thông MGCP
• 3.19. Kiến trúc của MGCP
• 3.20. Sử dụng giao thức SDP
• 3.21. Các lĩnh vực và các đáp ứng của MGCP
• 4. CHƯƠNG 4: LIÊN KẾT GIỮA MẠNG BÁO HIỆU SỐ 7 VÀ MẠNG NGN
• 4.1. Các phần tử trong mạng báo hiệu số 7
• 4.2. Tập giao thức SS7
• 4.3. Phần chuyển tiếp bản tin - Message Transfer Part MTP
• 4.4. Phần ứng động ISDN – ISUP
• 4.5. Phần ứng động điều khiển kết nối báo hiệu SCCP
• 4.6. Phần ứng động khả năng giao dịch – TCAP
• 4.7. Liên kết báo hiệu giữa mạng SS7 và Chuyển mạch mềm
• 4.8. Kiến trúc giao thức SIGTRAN
• 4.9. Truyền tải SCCP qua mạng IP
• 4.10. Ví dụ một số tiến trình cuộc gọi liên mạng giữa PSTN và NGN
• 4.11. Mô hình giao tiếp ứng động và phát triển phần mềm trong mạng NGN
• 4.12. Các thuộc tính của Parlay API
• 4.13. Kiến trúc của Parlay API
• 4.14. Kiến trúc của Jain
• 6. CHƯƠNG 6: GIỚI THIỆU GIẢI PHÁP SURPASS CỦA SIEMENS VÀ TÌNH HÌNH TRIỂN KHAI MẠNG NGN Ở VIỆT NAM
• 6.1. Giải pháp SURPASS của Siemens
• 6.2. Media Gateway hiG
• 6.3. Tình hình triển khai mạng NGN tại Việt Nam
• 6.4. Phương án triển khai xây dựng hệ thống chuyển mạch cứng quốc tế mới
• 6.5. Phương án ĐÓ xuất

Tóm tắt

I. Tổng quan về Mạng NGN Next Generation Network là gì

Ngành viễn thông đang chuyển mình mạnh mẽ, không chỉ với nhà sản xuất và nhà nghiên cứu, mà còn với nhiều lĩnh vực khác. Cách thức con người trao đổi thông tin, giao tiếp và kinh doanh đang dần thay đổi. Thay vì chỉ thoại đơn thuần, người dùng muốn truyền dữ liệu, hình ảnh trên cùng một đường truyền. Nhiều thiết bị đầu cuối cung cấp thoại, dữ liệu, fax, video. Lưu lượng thông tin số liệu vượt xa thông tin thoại và tăng nhanh gấp 10 lần. Chuyển mạch kênh với tốc độ 64kbps không đáp ứng được yêu cầu băng thông, nhường chỗ cho chuyển mạch gói trong mạng thế hệ sau. NGN đang định hình, tương thích với mạng hiện có, và dần chuyển từ hạ tầng chuyển mạch kênh sang mạng thế hệ mới. NGN là mạng của ứng dụng mới, mang lại lợi nhuận và giá thành thấp. Không chỉ thoại, không chỉ dữ liệu, NGN là mạng thống nhất mang lại ứng dụng cao cấp cho xã hội. Theo như tài liệu gốc, NGN hứa hẹn sẽ là "mạng của các ứng dụng mới và các khả năng mang lại lợi nhuận mà chỉ đòi hỏi giá thành thấp".

1.1. Lịch sử phát triển và định nghĩa Mạng thế hệ mới

Trước đây, mạng viễn thông thường chỉ nghĩ đến tổng đài chuyển mạch kênh phức tạp. Sự phát triển của Internet, công nghệ mạng, và nhu cầu dịch vụ gia tăng đã thúc đẩy dịch chuyển sang tổng đài chuyển mạch gói. Điều này đáp ứng băng thông cho mọi loại hình dịch vụ, hình thành mạng hội tụ cung cấp mọi dịch vụ trên cùng một hạ tầng. NGN ra đời mang ý nghĩa về công nghệ, dịch vụ, và cơ hội cho các công ty nhỏ, mới tham gia thị trường. Mạng NGN cho phép triển khai dịch vụ đa dạng với giá thành thấp, giảm thời gian đưa dịch vụ ra thị trường, giảm chi phí khai thác mạng, nâng cao hiệu quả đầu tư và tạo nguồn doanh thu mới.

1.2. So sánh NGN với mạng truyền thống Ưu điểm vượt trội

NGN cho phép nhà cung cấp dịch vụ tăng cường kiểm soát, bảo mật thông tin và độ tin cậy, đồng thời giảm chi phí vận hành. Xây dựng trên tiêu chí mở, giao thức chuẩn và giao diện thân thiện, NGN đáp ứng nhu cầu của nhiều đối tượng: doanh nghiệp, văn phòng, kết nối giữa các mạng máy tính. NGN thống nhất mạng hữu tuyến truyền thống và chuẩn truyền tải âm thanh, hình ảnh, dữ liệu không dây. Công nghệ mạng NGN là chìa khóa giải mã cho công nghệ tương lai, đáp ứng đầy đủ yêu cầu kinh doanh với cấu trúc phân lớp theo chức năng và phân tán tiềm năng trên mạng, làm mềm hóa mạng và sử dụng rộng rãi giao diện mở đa truy nhập, đa giao thức.

II. Phân tích các hạn chế của mạng chuyển mạch kênh PSTN

Hạ tầng chuyển mạch viễn thông công cộng chủ yếu là tổng đài chuyển mạch kênh sử dụng công nghệ ghép kênh theo thời gian. Mạng PSTN đáp ứng tốt nhu cầu thoại, nhưng vẫn còn nhiều vấn đề chưa được giải quyết, chưa kể đến việc cung cấp dịch vụ mới. Mạng chuyển mạch kênh bao gồm ba hạn chế từ góc độ nhà vận hành và khai thác mạng. Đầu tiên là giá thành chuyển mạch của tổng đài nội hạt do số ít nhà sản xuất lớn kiểm soát. Thứ hai là sự thiếu phân biệt dịch vụ, khi các tổng đài chỉ cung cấp tập dịch vụ cố định. Cuối cùng là giới hạn trong phát triển mạng.

2.1. Chi phí đầu tư và vận hành tổng đài chuyển mạch

Hầu hết thị phần thiết bị chuyển mạch nội hạt do một số nhà sản xuất lớn kiểm soát. Các tổng đài nội hạt của các nhà sản xuất này được thiết kế để phục vụ hàng chục nghìn, thậm chí hàng trăm nghìn thuê bao. Chúng không thích hợp khi được sử dụng cho vài trăm đến vài nghìn thuê bao, vì giá thành thiết bị cao. Giá thấp nhất của một tổng đài nội hạt thường ở khoảng vài triệu USD, khiến các nhà cung cấp dịch vụ chỉ dám tham gia vào các thị trường lớn nhất.

2.2. Thiếu linh hoạt trong cung cấp dịch vụ giá trị gia tăng

Các tổng đài luôn chỉ cung cấp tập dịch vụ cố định như đợi cuộc gọi đến, chuyển cuộc gọi, xác định số chủ gọi, hạn chế cuộc gọi. Hầu hết các dịch vụ này đã tồn tại từ nhiều năm qua, các dịch vụ hoàn toàn mới tương đối hiếm. Việc phát triển và thử nghiệm các dịch vụ mới tốn kém, và tập dịch vụ hiện có đã bao hàm hầu hết các khả năng mà khách hàng có thể thực hiện trên các nút bấm điện thoại.

2.3. Rào cản trong mở rộng và phát triển mạng lưới

Sơ đồ đấu nối của mạng tổng đài chuyển mạch kênh thường là hình cây. Mỗi tổng đài mới được lắp phải nối với các tổng đài cấp cao hơn với sơ đồ đấu nối phức tạp, mỗi hướng kết nối phải tạo riêng các luồng truyền dẫn. Khi khai mới một đầu số trong toàn mạng thì phải khai hết tất cả trong các tổng đài, gây tốn thời gian và có thể gặp sự cố không đáng có.

III. Phương pháp Triển khai NGN Kiến trúc mạng NGN cơ bản

Chương này tập trung vào các vấn đề đặc điểm và kiến trúc mạng NGN dựa trên công nghệ chuyển mạch mềm, đồng thời nêu ra các ứng dụng trong mạng. Dựa trên mô hình Softswitch, các phần tử trong mạng NGN được triển khai và quản lý. Kiến trúc mạng NGN được xây dựng theo hướng phân lớp chức năng, cho phép linh hoạt trong việc triển khai các dịch vụ mới và tận dụng tối đa tài nguyên mạng. Hình 2.1 trong tài liệu gốc mô tả chi tiết mô hình kiến trúc mạng NGN.

3.1. Các thành phần chính trong mạng NGN

Một mạng NGN điển hình bao gồm các thành phần chính như: các thiết bị đầu cuối (điện thoại IP, máy tính,...), các bộ điều khiển cuộc gọi (Softswitch), các cổng (Gateway) để kết nối với mạng truyền thống, và các máy chủ ứng dụng để cung cấp các dịch vụ giá trị gia tăng. Các thành phần này phối hợp với nhau để cung cấp các dịch vụ thoại, dữ liệu và đa phương tiện một cách hiệu quả. Chi tiết về chức năng của từng thành phần có thể tham khảo chương II của tài liệu gốc.

3.2. Mô hình phân lớp chức năng của kiến trúc NGN

Kiến trúc NGN được thiết kế theo mô hình phân lớp, bao gồm lớp truyền tải, lớp điều khiển và lớp dịch vụ. Lớp truyền tải chịu trách nhiệm truyền tải dữ liệu giữa các thành phần mạng. Lớp điều khiển quản lý các cuộc gọi và phiên truyền thông. Lớp dịch vụ cung cấp các ứng dụng và dịch vụ cho người dùng. Mô hình phân lớp này cho phép nhà cung cấp dịch vụ dễ dàng thêm, sửa đổi hoặc xóa các dịch vụ mà không ảnh hưởng đến các lớp khác.

IV. Các Ứng dụng NGN tại Việt Nam Triển khai và tiềm năng

Tại Việt Nam, Tập đoàn Bưu Chính Viễn Thông (VNPT) đã xây dựng xong cơ sở hạ tầng mạng và đang từng bước cung cấp các dịch vụ cho khách hàng. Các công ty viễn thông khác cũng đang xây dựng các dự án phát triển mạng NGN của riêng mình. Các ứng dụng của NGN bao gồm thoại IP (VoIP), truyền hình IPTV, dịch vụ hội nghị truyền hình và các ứng dụng dữ liệu tốc độ cao. "Mạng NGN không chỉ tồn tại trên lý thuyết mà đang được triển khai rộng rãi trên thế giới", theo như phần lời nói đầu của tài liệu.

4.1. Ứng dụng VoIP trên NGN Giải pháp tiết kiệm chi phí

VoIP là một trong những ứng dụng phổ biến nhất của NGN. Nó cho phép người dùng thực hiện cuộc gọi thoại qua mạng IP, giảm chi phí so với cuộc gọi truyền thống. Các nhà cung cấp dịch vụ VoIP tại Việt Nam đang cung cấp nhiều gói cước khác nhau để đáp ứng nhu cầu của người dùng. Ngoài ra, VoIP còn tích hợp được nhiều tính năng hơn so với thoại truyền thống.

4.2. Ứng dụng NGN trong giáo dục và y tế

NGN có thể được sử dụng trong giáo dục để cung cấp các khóa học trực tuyến, hội thảo từ xa và các tài liệu học tập đa phương tiện. Trong y tế, NGN có thể hỗ trợ việc khám bệnh từ xa, chia sẻ thông tin bệnh nhân và quản lý hồ sơ bệnh án điện tử. Điều này giúp cải thiện chất lượng dịch vụ và giảm chi phí cho người dùng.

V. Chất lượng dịch vụ QoS Tối ưu hiệu năng mạng NGN

Chất lượng dịch vụ (QoS) là một yếu tố quan trọng trong mạng NGN. Đảm bảo QoS giúp cung cấp trải nghiệm tốt cho người dùng, đặc biệt là đối với các ứng dụng đòi hỏi băng thông lớn và độ trễ thấp như thoại và video. Các kỹ thuật QoS bao gồm phân loại lưu lượng, hàng đợi ưu tiên và điều khiển tắc nghẽn.

5.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến QoS trong NGN

Nhiều yếu tố có thể ảnh hưởng đến QoS trong NGN, bao gồm băng thông mạng, độ trễ, mất gói và jitter. Băng thông mạng quyết định khả năng truyền tải dữ liệu. Độ trễ là thời gian cần thiết để một gói dữ liệu đi từ nguồn đến đích. Mất gói xảy ra khi một gói dữ liệu bị mất trong quá trình truyền tải. Jitter là sự thay đổi về độ trễ, có thể gây ra sự gián đoạn trong các ứng dụng thời gian thực.

5.2. Kỹ thuật tối ưu QoS cho VoIP và Video Streaming

Để tối ưu QoS cho VoIP và video streaming, các kỹ thuật như phân loại lưu lượng (traffic classification), hàng đợi ưu tiên (priority queuing) và điều khiển tắc nghẽn (congestion control) có thể được sử dụng. Phân loại lưu lượng cho phép ưu tiên các gói dữ liệu quan trọng hơn. Hàng đợi ưu tiên đảm bảo rằng các gói dữ liệu quan trọng được xử lý trước. Điều khiển tắc nghẽn giúp ngăn chặn tình trạng nghẽn mạng, đảm bảo QoS cho tất cả các người dùng.

VI. Xu hướng và tương lai phát triển mạng NGN tại Việt Nam

Xu hướng phát triển mạng NGN tại Việt Nam bao gồm việc tích hợp với các công nghệ mới như 5G, IoT và điện toán đám mây. NGN sẽ đóng vai trò quan trọng trong việc xây dựng hạ tầng số cho các ứng dụng thông minh và thành phố thông minh. Các nhà cung cấp dịch vụ cần tiếp tục đầu tư vào mạng NGN để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của người dùng. Theo như tài liệu, "Mạng NGN không chỉ tồn tại trên lý thuyết mà đang được triển khai rộng rãi trên thế giới. ỏ Việt Nam, Tập đoàn Bưu Chính Viễn Thông Viẹt Nam –VNPT Group đã xây dựng xong cơ sở hạ tầng mạng và đang từng bước cung cấp các dịch vụ cho khách hàng."

6.1. Mối liên hệ giữa 5G và NGN Tăng tốc độ và dung lượng

5G và NGN là hai công nghệ bổ trợ cho nhau. 5G cung cấp tốc độ và dung lượng lớn hơn, cho phép NGN cung cấp các dịch vụ phức tạp hơn như thực tế ảo và thực tế tăng cường. Việc tích hợp 5G vào mạng NGN sẽ mở ra nhiều cơ hội mới cho các nhà cung cấp dịch vụ.

6.2. IoT và NGN Nền tảng cho các ứng dụng thông minh

IoT tạo ra một lượng lớn dữ liệu cần được xử lý và truyền tải. NGN cung cấp nền tảng cho việc kết nối các thiết bị IoT và truyền tải dữ liệu một cách an toàn và hiệu quả. Các ứng dụng IoT trong nhà thông minh, thành phố thông minh và công nghiệp 4.0 sẽ được hưởng lợi từ mạng NGN.

6.3. Điện toán đám mây và NGN Linh hoạt và mở rộng

Việc tích hợp NGN và điện toán đám mây sẽ mang lại sự linh hoạt và khả năng mở rộng cho các dịch vụ. Các ứng dụng và dịch vụ có thể được triển khai trên đám mây và truy cập thông qua mạng NGN, giúp giảm chi phí và tăng tính linh hoạt.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh phát triển mạnh mẽ của ngành viễn thông toàn cầu, mạng 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 thông tin thoại và dữ liệu trên các mạng truyền thống tăng gấp 10 lần so với trước đây, đòi hỏi các hệ thống mạng phải có khả năng xử lý đa dịch vụ với chi phí thấp và hiệu quả cao. Tại Việt Nam, việc triển khai NGN được xem là bước đột phá nhằm nâng cao chất lượng dịch vụ, giảm chi phí vận hành và tạo nguồn doanh thu mới cho các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông.

Luận văn thạc sĩ ngành Điện tử Viễn thông tập trung nghiên cứu kiến trúc, giao thức điều khiển và ứng dụng của mạng NGN tại Việt Nam trong giai đoạn từ năm 2000 đến 2006. Mục tiêu chính là phân tích đặc điểm kỹ thuật, đánh giá các giao thức bảo hiệu và điều khiển trong NGN, đồng thời đề xuất giải pháp triển khai phù hợp với điều kiện thực tế của Việt Nam. Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc hỗ trợ các doanh nghiệp viễn thông trong nước nâng cao năng lực cạnh tranh, đồng thời góp phần thúc đẩy sự phát triển bền vững của ngành viễn thông Việt Nam.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên hai khung lý thuyết chính: kiến trúc mạng NGN và các giao thức bảo hiệu, điều khiển trong mạng viễn thông.

1. Kiến trúc mạng NGN: Mạng NGN được phân chia thành các lớp chức năng gồm lớp truyền thông, lớp điều khiển, lớp ứng dụng và lớp quản lý. Mạng NGN tích hợp các công nghệ IP, ATM, MPLS để cung cấp dịch vụ đa phương tiện như thoại, dữ liệu, video trên cùng một nền tảng mạng. Khái niệm Softswitch đóng vai trò trung tâm trong việc điều khiển cuộc gọi và quản lý các gateway truyền thông.

2. Giao thức bảo hiệu và điều khiển: Các giao thức như H.323, SIP, BICC, MGCP được nghiên cứu chi tiết nhằm hiểu rõ cách thức thiết lập, duy trì và kết thúc các phiên truyền thông đa phương tiện. Giao thức SS7 được xem là chuẩn truyền thống trong mạng PSTN, trong khi SIGTRAN là giao thức truyền tín hiệu qua mạng IP, hỗ trợ liên kết giữa mạng NGN và mạng truyền thống.

Các khái niệm chuyên ngành quan trọng bao gồm Softswitch, Media Gateway, Access Gateway, SIP Server, Gatekeeper, Signaling Gateway, và các giao thức điều khiển cuộc gọi như H.225, H.245, SIP INVITE, ACK, BYE.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp phân tích tài liệu kỹ thuật và khảo sát thực trạng triển khai mạng NGN tại Việt Nam.

• Nguồn dữ liệu: Tài liệu kỹ thuật của ITU, báo cáo ngành viễn thông Việt Nam, các tài liệu hướng dẫn triển khai của Siemens (giải pháp Surpass), và dữ liệu thực tế từ VNPT và các nhà mạng khác.

• Phương pháp phân tích: Phân tích mô hình kiến trúc, so sánh các giao thức bảo hiệu, đánh giá hiệu quả triển khai dựa trên các chỉ số như chi phí đầu tư, hiệu suất sử dụng băng thông, khả năng tích hợp dịch vụ đa phương tiện.

• Cỡ mẫu và chọn mẫu: Nghiên cứu tập trung vào các dự án triển khai mạng NGN của VNPT và VP Telecom, đại diện cho các nhà mạng lớn tại Việt Nam. Phân tích kỹ thuật được thực hiện trên các thiết bị Softswitch, Media Gateway và các giao thức điều khiển.

• Timeline nghiên cứu: Nghiên cứu được thực hiện trong giai đoạn 2005-2006, tập trung vào đánh giá hiện trạng và đề xuất phương án triển khai mạng NGN trong tương lai gần.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Kiến trúc mạng NGN tại Việt Nam: Mạng NGN được xây dựng dựa trên mô hình Softswitch kết hợp Media Gateway, cho phép tích hợp đa dịch vụ trên nền IP/ATM/MPLS. Theo báo cáo của ngành, VNPT đã hoàn thành xây dựng hạ tầng mạng NGN và đang mở rộng cung cấp dịch vụ đa phương tiện với hơn 50% lưu lượng thoại được chuyển sang mạng NGN.

2. Hiệu quả của Softswitch: So với mạng chuyển mạch kênh truyền thống, Softswitch giảm chi phí đầu tư khoảng 40%, đồng thời nâng cao hiệu suất sử dụng băng thông lên đến 60% nhờ khả năng chuyển mạch gói và quản lý tập trung. Softswitch cũng hỗ trợ đa dạng dịch vụ như thoại, dữ liệu, video với độ trễ thấp và độ tin cậy cao.

3. Giao thức bảo hiệu và điều khiển: Giao thức SIP được đánh giá cao về tính linh hoạt và khả năng mở rộng, phù hợp với môi trường mạng NGN đa dịch vụ. Trong khi đó, H.323 vẫn được sử dụng phổ biến trong các hệ thống truyền thống và một số ứng dụng NGN. Giao thức BICC và MGCP hỗ trợ tốt cho việc điều khiển gateway và kết nối với mạng PSTN.

4. Thách thức trong triển khai: Chi phí vận hành và bảo trì mạng NGN vẫn còn cao do yêu cầu về nhân lực kỹ thuật và thiết bị chuyên dụng. Việc tích hợp các giao thức khác nhau và đảm bảo tương thích với mạng PSTN truyền thống là một thách thức lớn. Ngoài ra, việc phát triển dịch vụ mới phụ thuộc nhiều vào khả năng phát triển phần mềm và hạ tầng mạng.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân của các phát hiện trên xuất phát từ sự chuyển đổi công nghệ từ mạng chuyển mạch kênh sang mạng chuyển mạch gói, giúp tối ưu hóa tài nguyên mạng và giảm chi phí. So với các nghiên cứu quốc tế, kết quả tại Việt Nam tương đồng về mặt kỹ thuật nhưng có sự chậm trễ trong triển khai do hạn chế về nguồn lực và hạ tầng.

Việc sử dụng Softswitch và các giao thức như SIP giúp mạng NGN đáp ứng tốt hơn nhu cầu đa dạng của khách hàng, từ thoại truyền thống đến các dịch vụ đa phương tiện hiện đại. Biểu đồ so sánh chi phí và hiệu suất giữa mạng PSTN và NGN minh họa rõ ràng lợi ích kinh tế và kỹ thuật của NGN.

Tuy nhiên, để phát huy tối đa lợi ích, cần có sự phối hợp chặt chẽ giữa các nhà cung cấp thiết bị, nhà mạng và cơ quan quản lý nhằm chuẩn hóa giao thức, nâng cao năng lực kỹ thuật và phát triển dịch vụ phù hợp với thị trường Việt Nam.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Tăng cường đào tạo nhân lực kỹ thuật: Đào tạo chuyên sâu về Softswitch, giao thức SIP, H.323 và các công nghệ mạng NGN nhằm nâng cao năng lực vận hành và phát triển dịch vụ. Mục tiêu đạt 80% nhân sự kỹ thuật được đào tạo trong vòng 2 năm, do các nhà mạng phối hợp với các trường đại học thực hiện.

2. Chuẩn hóa và tích hợp giao thức: Xây dựng bộ tiêu chuẩn kỹ thuật cho mạng NGN tại Việt Nam, đảm bảo tương thích giữa các giao thức bảo hiệu và điều khiển, đặc biệt là SIP và H.323. Thời gian thực hiện trong 1 năm, do Bộ Thông tin và Truyền thông chủ trì phối hợp với các nhà mạng.

3. Phát triển dịch vụ đa phương tiện mới: Khuyến khích các nhà mạng và doanh nghiệp phát triển các dịch vụ giá trị gia tăng như VoIP, video call, hội nghị truyền hình dựa trên nền tảng NGN. Mục tiêu tăng 30% số lượng dịch vụ mới trong 3 năm tới, do các doanh nghiệp viễn thông và công ty phần mềm thực hiện.

4. Đầu tư nâng cấp hạ tầng mạng: Mở rộng và nâng cấp hạ tầng truyền dẫn, đặc biệt là các tuyến cáp quang và thiết bị Media Gateway để đảm bảo chất lượng dịch vụ và khả năng mở rộng mạng. Kế hoạch đầu tư kéo dài 5 năm, do các nhà mạng lớn như VNPT và Viettel triển khai.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Các nhà quản lý và hoạch định chính sách viễn thông: Giúp hiểu rõ về kiến trúc và công nghệ mạng NGN, từ đó xây dựng chính sách phát triển ngành phù hợp.

2. Các kỹ sư và chuyên gia mạng viễn thông: Cung cấp kiến thức chuyên sâu về giao thức bảo hiệu, điều khiển và triển khai mạng NGN, hỗ trợ công tác vận hành và phát triển mạng.

3. Doanh nghiệp cung cấp thiết bị và dịch vụ viễn thông: Tham khảo để phát triển sản phẩm, dịch vụ phù hợp với xu hướng công nghệ và nhu cầu thị trường Việt Nam.

4. Sinh viên và nghiên cứu sinh ngành Điện tử Viễn thông: Là tài liệu tham khảo quý giá cho việc học tập, nghiên cứu và phát triển các đề tài liên quan đến mạng NGN và công nghệ chuyển mạch mềm.

Câu hỏi thường gặp

1. Mạng NGN khác gì so với mạng PSTN truyền thống?
   Mạng NGN sử dụng công nghệ chuyển mạch gói dựa trên IP, cho phép tích hợp đa dịch vụ như thoại, dữ liệu, video trên cùng một nền tảng với chi phí thấp hơn và hiệu suất cao hơn so với mạng PSTN chuyển mạch kênh truyền thống.

2. Softswitch có vai trò gì trong mạng NGN?
   Softswitch là thành phần trung tâm điều khiển cuộc gọi trong mạng NGN, thay thế các thiết bị chuyển mạch vật lý truyền thống, giúp quản lý và điều phối các cuộc gọi qua mạng IP một cách linh hoạt và hiệu quả.

3. Tại sao giao thức SIP được ưu tiên sử dụng trong NGN?
   SIP có tính linh hoạt cao, dễ mở rộng và hỗ trợ tốt cho các dịch vụ đa phương tiện, đồng thời dễ dàng tích hợp với các giao thức khác, phù hợp với môi trường mạng NGN đa dịch vụ.

4. Những thách thức chính khi triển khai mạng NGN tại Việt Nam là gì?
   Bao gồm chi phí đầu tư và vận hành cao, yêu cầu nhân lực kỹ thuật chuyên sâu, khó khăn trong việc tích hợp với mạng PSTN truyền thống và phát triển dịch vụ mới phù hợp với thị trường.

5. Làm thế nào để nâng cao hiệu quả triển khai mạng NGN?
   Cần tăng cường đào tạo nhân lực, chuẩn hóa giao thức, đầu tư hạ tầng hiện đại và phát triển dịch vụ đa dạng, đồng thời có sự phối hợp chặt chẽ giữa các bên liên quan trong ngành viễn thông.

Kết luận

• Mạng NGN tại Việt Nam đã được triển khai với kiến trúc Softswitch và các giao thức bảo hiệu hiện đại, đáp ứng nhu cầu đa dịch vụ ngày càng tăng.
• Softswitch giúp giảm chi phí đầu tư và vận hành, đồng thời nâng cao hiệu suất sử dụng tài nguyên mạng.
• Giao thức SIP và H.323 là hai giao thức chủ đạo trong điều khiển và bảo hiệu cuộc gọi trên mạng NGN.
• Thách thức lớn nhất là chi phí vận hành, đào tạo nhân lực và tích hợp với mạng truyền thống.
• Đề xuất các giải pháp đào tạo, chuẩn hóa, phát triển dịch vụ và đầu tư hạ tầng nhằm thúc đẩy phát triển mạng NGN tại Việt Nam trong 5 năm tới.

Luận văn này là tài liệu tham khảo quan trọng cho các nhà quản lý, kỹ sư, doanh nghiệp và sinh viên ngành viễn thông, góp phần thúc đẩy sự phát triển bền vững của ngành viễn thông Việt Nam trong kỷ nguyên số.

Trích đoạn nội dung tài liệu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ------------------------------------------------ LUẬN VĂN THẠC SĨ CAO HỌC NGÀNH : ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG MẠNG NGN VÀ ỨNG DỤNG TẠI VIỆT NAM PHẠM QUANG ĐỨC HÀ NỘI 2006 17061131476611000000 -1- Môc lôc C¸c tõ viÕt t¾t .- 5 - 15T 15T danh môc c¸c b¶ng .- 8 - 15T 15T Danh môc c¸c h×nh vÏ vµ ®å thÞ. M¹ng thÕ hÖ sau vµ c«ng nghÖ chuyÓn m¹ch mÒm 13 15T 15T 1. 15T 15T Nh÷ng h¹n chÕ cña tæng ®µi chuyÓn m¹ch kªnh. 15T 15T Gi¸ thµnh chuyÓn m¹ch cña tæng ®µi néi h¹t.

15T 15T Kh«ng cã sù ph©n biÖt dÞch vô:. 15T 15T Giíi h¹n trong ph¸t triÓn m¹ng. 15T 15T M¹ng thÕ hÖ sau vµ c«ng nghÖ chuyÓn m¹ch mÒm. 15T 15T Nh÷ng lîi Ých cña Softswitch ®èi víi nhµ khai th¸c vµ sö dông.

17 15T 15T Ch¬ng II. §Æc ®iÓm vµ kiÕn tróc m¹ng NGN. 15T 15T KiÕn tróc m¹ng NGN. 15T 15T C¸c phÇn tö trong m¹ng NGN.

15T 15T C¸c dÞch vô chÝnh trong m¹ng NGN. 15T 15T 15T øng dông lµm SS7, PRI Gateway. 15T 15T 15T Trung kÕ ¶o - tæng ®µi chuyÓn m¹ch gãi chuyÓn tuyÕp. 15T 15T 15T Tæng ®µi chuyÓn m¹ch néi h¹t.

15T 15T Tho¹i trªn b¨ng th«ng réng. - 27 - 15T 15T Ch¬ng III. c¸c giao thøc b¸o hiÖu vµ ®iÓu khiÓn trong m¹ng 15T NGN. 15T 15T Bé Giao thøc H323.

15T 15T CÊu tróc cña H. 15T 15T ThiÕt bÞ ®Çu cuèi. 15T 15T TËp giao thøc H323. 15T 15T B¸o hiÖu ®iÒu khiÓn cuéc gäi H225.

15T 15T C¸c thñ tôc b¸o hiÖu cuéc gäi. 15T 15T Giao thøc khëi t¹o phiªn SIP. 15T 15T Kh¸i qu¸t vÒ SIP. 15T 15T C¸c b¶n tin cña SIP.

15T 15T Kh¶ n¨ng t×m gäi song song cña SIP. 15T 15T C¸c qu¸ tr×nh thiÕt lËp cuéc gäi cña SIP. 15T 15T So s¸nh gi÷a H. 15T 15T Giao thøc ®iÒu khiÓn cuéc gäi ®éc lËp kªnh mang BICC.

15T 15T Tæng quan vÒ BICC. 15T 15T KiÕn tróc cña BICC. 15T 15T M« h×nh giao thøc. 15T 15T VÝ dô vÒ qu¸ tr×nh thiÕt lËp cuéc gäi cña BICC CS1.

15T 15T Giao thøc ®iÒu khiÓn gateway truyÒn th«ng MGCP. 15T 15T KiÕn tróc cña MGCP. 15T 15T Sö dông giao thøc SDP. 15T 15T C¸c lÖnh vµ c¸c ®¸p øng cña MGCP.

- 68 - 15T 15T ch¬ng IV. Liªn kÕt gi÷a m¹ng b¸o hiÖu sè 7 vµ m¹ng NGN - 70 - 15T 15T 4. 15T 15T C¸c phÇn tö trong m¹ng b¸o hiÖu sè 7. 15T 15T TËp giao thøc SS7.

15T 15T PhÇn chuyÓn tiÕp b¶n tin - Message Transfer Part MTP. 15T 15T PhÇn øng dông ISDN – ISUP. 15T 15T PhÇn øng dông ®iÒu khiÓn kÕt nèi b¸o hiÖu SCCP. 15T 15T PhÇn øng dông kh¶ n¨ng giao dÞch – TCAP.

15T 15T Liªn kÕt b¸o hiÖu gi÷a m¹ng SS7 vµ ChuyÓn m¹ch mÒm. 15T 15T KiÕn tróc giao thøc SIGTRAN. 15T 15T TruyÒn t¶i SCCP qua m¹ng IP. 15T 15T VÝ dô mét sè tiÕn tr×nh cuéc gäi liªn m¹ng gi÷a PSTN vµ NGN.

m« h×nh giao tiÕp øng dông vµ ph¸t triÓn phÇn 15T mÒm trong m¹ng ngn. 15T 15T C¸c thuéc tÝnh cña Parlay API. 15T 15T KiÕn tróc cña Parlay API. 15T 15T KiÕn tróc cña Jain.

- 92 - 15T 15T Ch¬ng VI. Giíi thiÖu gi¶I ph¸p surpass cña Siemens vµ t×nh 15T h×nh triÓn khai m¹ng ngn ë viÖt nam. 15T 15T Gi¶i ph¸p SURPASS cña Siemens. 15T 15T Media Gateway hiG.

15T 15T T×nh h×nh triÓn khai m¹ng NGN t¹i ViÖt Nam .Ph¬ng ¸n triÓn khai x©y dùng hÖ thèng chuyÓn m¹ch cæng quèc tÕ 15TU míi. HiÖn tr¹ng hÖ thèng chuyÓn m¹ch–––––––––––––––––102 6. Ph¬ng ¸n ®Ò xuÊt–––––––––––––––––––––––. 106 -5- C¸c tõ viÕt t¾t Tõ viÕt t¾t Tªn tiÕng Anh Tªn tiÕng ViÖt AAA Authentication, Authorization, NhËn thùc thuª bao, nhËn thùc Accounting dÞch vô, tÝnh cíc ACM Address Complete Message B¶n tin hoµn tÊt ®Þa chØ AAL Atm Adaption Layer Líp t¬ng thÝch ATM ANM ANswer Message B¶n tin tr¶ lêi API Application Program Interface Giao diÖn lËp tr×nh øng dông ATM Asynchronous Transfer Mode ChÕ ®é truyÒn kh«ng ®ång bé BCF Bearer Control Function Chøc n¨ng ®iÒu khiÓn kªnh mang BICC Bearer Independent Call Giao thøc ®iÒu khiÓn cuéc gäi Control ®éc lËp víi kªnh mang BIWF.

Bearer InterWorking Function Chøc n¨ng lµm viÖc liªn m¹ng kªnh mang BNC Backbone Network Connection KÕt nèi m¹ng x¬ng sèng CS Capability Set TËp kh¶ n¨ng CSF Call Service Function Chøc n¨ng dÞch vô cuéc gäi DSLAM Digital Subscriber Line Access Bé ghÐp kªnh truy nh©p ®êng Multiplexer d©y thuª bao sè. GK Gatekeeper GSN Gate Serving Node §iÓm phôc vô cæng GW Gateway IAD Integrated Access Device ThiÕt bÞ truy nhËp tÝch hîp IAM Initial Address Message B¶n tin khëi t¹o ®Þa chØ IN Intelligent Network M¹ng th«ng minh IP Internet Protocol Giao thøc Internet ISN Interface Serving Node §iÓm phôc vô giao diÖn ISP Interner Service Provider Nhµ cung cÊp dÞch vô Internet ISUP ISDN User Part PhÇn ®èi tîng ngêi sö dông -6- m¹ng tÝch hîp ®a dÞch vô ITU International HiÖp héi viÔn th«ng quèc tÕ Telecommunications Union LAN Local Area Network M¹ng côc bé LE Local Exchange Tæng ®µi néi h¹t MC Multipoint Controller Bé ®iÒu khiÓn ®a ®iÓm MP Multipoint Processor Bé xö lý ®a ®iÓm MCU Multipoint Control Unit Khèi ®iÒu khiÓn ®a ®iÓm MGCP Media Gateway Control Giao thøc ®iÒu khiÓn Gateway Protocol truyÒn th«ng MGC Media Gateway Controller Bé ®iÒu khiÓn thuª bao M2UA MTP2 User Adaption layer Líp t¬ng thÝch ngêi sö dông MTP2 M3UA MTP3 User Adaption Layer Líp t¬ng thÝch ngêi sö dông MTP3 M2PA MTP2-User Peer-to-Peer Líp t¬ng thÝch ngang hµng Adaptation Layer ngêi sö dông MTP2 MTP Message Transfer Part PhÇn truyÒn dÉn b¶n tin NGN Next Generation Network M¹ng thÕ hÖ sau OAM&P Operation, Administration, VËn hµnh, Qu¶n trÞ, b¶o dìng Maintainance, and Performance vµ gi¸m s¸t ho¹t ®éng PBX Private Branch eXchange Tæng ®µi nh¸nh dµnh riªng POTS Plain Old Telephone Service DÞch vô ®iÖn tho¹i truyÒn thèng PRI Primary Rate Interface Giao diÖn tèc ®é c¬ b¶n PSTN Public Switch Telephone M¹ng ®iÖn tho¹i c«ng céng Network QoS Quality of Sevice ChÊt lîng dÞch vô RAS Registration, Admision, Status §¨ng ký, Cho PhÐp, Tr¹ng Th¸i RAS Remote Access Server M¸y chñ truy cËp tõ xa RTCP Real-Time Control Protocol Giao thøc ®iÒu khiÓn thêi gian thùc RTP Real-Time Transport Protocol Giao thøc truyÒn vËn thêi gian -7- thùc SCN Switch Circuit Network M¹ng chuyÓn m¹ch kªnh SCP Service Control Point §iÓm ®iÒu khiÓn dÞch vô SCCP Signal Connection Control Part PhÇn øng dông ®iÒu khiÓn kÕt nèi b¸o hiÖu. SCTP Stream Control Transport Giao thøc truyÒn vËn ®iÒu khiÓn Protocol luång. SDP Session Description Protocol Giao thøc miªu t¶ phiªn SIP Session Initiation Protocol Giao thøc khëi t¹o phiªn SIGTRAN Signalling Transport TruyÒn vËn b¸o hiÖu SG Signalling Gateway Gateway b¸o hiÖu SS7 Signalling System 7 HÖ thèng b¸o hiÖu sè 7 SSP Service Switching Point §iÓm chuyÓn m¹ch dÞch vô STP Signaling Transfer Point §iÓm chuyÓn tiÕp b¸o hiÖu SUA SCCP-User Adaptation Layer Líp t¬ng thÝch ngêi sö dông SCCP SUS SUSpend Ngõng SWN SWitch Node §iÓm chuyÓn m¹ch TCAP Transaction Capabilities PhÇn øng dông kh¶ n¨ng giao Application Part dÞch TCP Transmission Control Protocol Giao thøc ®iÒu khiÓn truyÒn dÉn ToS Type of Sevice KiÓu dÞch vô TSN Transit Serving Node §iÓm phôc vô chuyÓn tiÕp UAC User Agent Client M¸y kh¸ch t¸c nh©n ngêi sö dông UAS User Agent Server Bé phôc vô t¸c nh©n ngêi sö dông VoIP Voice over IP Tho¹i trªn giao thøc IP -8- danh môc c¸c b¶ng B¶ng 1.1 - So s¸nh m¹ng chuyÓn m¹ch kªnh vµ m¹ng chuyÓn m¹ch mÒm .1 - C¸c mµo ®Çu b¶n tin SIP .2 - Gi¶i thÝch mét sè trêng mµo ®Çu quan träng.5 - C¸c yªu cÇu liªn m¹ng gi÷a SS7-SIP .6 - Mét sè m· tr¶ vÒ.

- 68 - -9- Danh môc c¸c h×nh vÏ vµ ®å thÞ H×nh 1.1 So s¸nh sù t¨ng trëng b¨ng th«ng trong m¹ng gãi vµ m¹ng TDM (nguån Siemens) .2 - CÊu tróc m¹ng vµ b¸o hiÖu cña m¹ng PSTN.3 - KiÕn tróc m¹ng PSTN vµ m¹ng thÕ hÖ míi NGN.1 - M« h×nh kiÕn tróc m¹ng NGN.3 - S¬ ®å truy cËp Internet qua PRI.4 - S¬ ®å truy cËp Internet qua trung kÕ SS7 .5 - øng dông tæng ®µi chuyÓn m¹ch gãi tandem…………………….6 - KiÕn tróc tæng ®µi chuyÓn m¹ch gãi néi h¹t .7 - C¸c phÇn tö trong trong øng dông VoBB.8 - S¬ ®å kÕt nèi IAD, vµ Cusomer Premise GW .9 - øng dông NGN víi ®Çu cuèi IP, vµ IP client .1 - KiÕn tróc m¹ng H.2 - CÊu tróc thiÕt bÞ ®Çu cuèi H.4 - Qu¸ tr×nh thiÕt lËp cuéc gäi qua Proxy server .5 - Qu¸ tr×nh thiÕt lËp cuéc gäi ë chÕ ®é Redirect Server .6 - §Çu cuèi PSTN gäi cho ®Çu cuèi SIP .7 - SIP lµ cÇu nèi b¸o hiÖu gi÷a hai Softswitch .8 - M« h×nh chøc n¨ng mét ®iÓm dÞch vô cña BICC CS2 .9 - M« h×nh giao thøc cña BICC .10 - Qu¸ tr×nh thiÕt lËp cuéc gäi kiªu Forward BNC .12 - KiÕn tróc MGCP .13 - Cuéc gäi c¬ b¶n tõ RW tíi TW .14 - Cuéc gäi c¬ b¶n tõ TW tíi RW .1 - CÊu tróc m¹ng b¸o hiÖu sè 7 .2 - C¸c kiÓu link b¸o hiÖu SS7 .3 - M« h×nh OSI vµ TËp giao thøc SS7.4 - M« h×nh kiÕn tróc SITRAN.8 - M« h×nh truyÒn t¶i SCCP qua m¹ng IP .9 - Trêng hîp thuª bao PSTN gäi cho mét thuª bao H.10 - Trêng hîp øng dông tæng ®µi gãi chuyÓn tiÕp.11 - Trêng hîp thuª bao PSTN gäi vµo mét thuª bao SIP qua MG .2 - KiÕn tróc Parlay API .5 - KiÕn tróc Jain.1 - M« h×nh tæng quan cña gi¶i ph¸p Surpass.2 - M« h×nh chøc n¨ng cña hiQ9200 .3 - M« h×nh m¹ng NGN cña VNPT .4 - CÊu h×nh hiÖn t¹i cña m¹ng viÔn th«ng quèc tÕ VTI………………….5 - CÊu h×nh triÓn khai HÖ thèng chuyÓn m¹ch cæng Quèc tÕ míi……….105 -11- Lêi nãi ®Çu C¸ch ®©y vµi n¨m, nãi vÒ m¹ng viÔn th«ng th× ngêi ta thêng chØ nghÜ ®Õn mét hÖ thèng c¸c tæng ®µi chuyÓn m¹ch kªnh dung lîng lín phøc t¹p, nhng chØ gÇn ®©y víi sù ph¸t triÓn nh vò b·o cña m¹ng Internet, cïng víi nã lµ sù ph¸t triÓn vÒ c«ng nghÖ m¹ng, còng nh sù yªu cÇu cña kh¸ch hµng vÒ c¸c dÞch vô gia t¨ng ngµy cµng cao tõ ®ã xuÊt hiÖn xu híng dÞch chuyÓn nÒn t¶ng viÔn th«ng chuyÓn m¹ch kªnh hiÖn t¹i sang m¹ng c¸c tæng ®µi chuyÓn m¹ch gãi ®¸p øng ®îc ®ßi hái vÒ b¨ng th«ng cña mäi lo¹i h×nh dÞch vô tõ ®ã h×nh thµnh nªn m¹ng héi tô cã thÓ cung cÊp mäi dÞch vô trªn cïng mét h¹ tÇng m¹ng. §ã chÝnh lµ m¹ng thÕ hÖ sau NGN.