Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh cạnh tranh ngày càng gay gắt của ngành viễn thông, chất lượng dịch vụ và khả năng cung cấp các dịch vụ truyền thông mới trở thành yếu tố quyết định sự thành công của các nhà khai thác. Mạng thế hệ sau (Next Generation Network - NGN) ra đời nhằm đáp ứng nhu cầu này, với đặc điểm chuyển mạch gói, hỗ trợ đa dịch vụ, đa phương tiện và đa giao thức, đồng thời đảm bảo chất lượng dịch vụ (QoS) theo yêu cầu. Từ năm 1998, NGN đã được nghiên cứu và phát triển trên thế giới, hội tụ các mạng thoại PSTN, mạng không dây và mạng số liệu Internet thành một mạng thống nhất, thông minh và hiệu quả.

Luận văn tập trung nghiên cứu xây dựng phòng thử nghiệm mạng thế hệ sau (NGN TestLab) tại Việt Nam, nhằm hỗ trợ kiểm tra, thử nghiệm thiết bị và dịch vụ trước khi triển khai thực tế. Phạm vi nghiên cứu bao gồm các lớp chức năng của mạng NGN theo khuyến nghị của ITU, từ lớp ứng dụng, điều khiển, truyền tải, truy nhập đến quản lý. Mục tiêu chính là xây dựng mô hình mạng NGN thu gọn, có cấu trúc mở, tương thích với mạng viễn thông hiện tại của Việt Nam, đồng thời hỗ trợ phát triển các dịch vụ mới đa phương tiện, đa truy nhập.

Ý nghĩa của nghiên cứu thể hiện qua việc tạo ra môi trường thử nghiệm thực tế, giúp các nhà khai thác mạng, nhà cung cấp dịch vụ và thiết bị đánh giá năng lực sản phẩm, kiểm tra tính tương thích và chất lượng dịch vụ, từ đó rút ngắn thời gian triển khai, giảm thiểu rủi ro và nâng cao hiệu quả vận hành mạng NGN trong tương lai.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình mạng NGN được đề xuất bởi các tổ chức quốc tế như ITU, IETF, ETSI, TINA và MSF. Các mô hình này đều thống nhất cấu trúc mạng NGN gồm các lớp chức năng chính:

  • Lớp ứng dụng/dịch vụ: Quản lý và cung cấp các dịch vụ đa phương tiện, đa dịch vụ như thoại, video, VPN, thương mại điện tử, trò chơi trực tuyến.
  • Lớp điều khiển: Chịu trách nhiệm thiết lập, điều khiển phiên dịch vụ, định tuyến lưu lượng, quản lý QoS, báo hiệu và giám sát cuộc gọi. Thành phần chính là Softswitch (Media Gateway Controller).
  • Lớp truyền tải: Bao gồm truyền dẫn quang (SDH, WDM) và chuyển mạch gói (IP/MPLS, ATM), đảm bảo truyền tải đa dịch vụ với các mức QoS khác nhau.
  • Lớp truy nhập: Kết nối các thiết bị đầu cuối với mạng lõi qua các phương thức hữu tuyến (cáp đồng, xDSL) và vô tuyến (GSM, UMTS, WLAN, vệ tinh).
  • Lớp quản lý: Xuyên suốt các lớp, đảm bảo quản lý mạng, dịch vụ và kinh doanh theo mô hình TMN.

Các công nghệ chủ đạo được áp dụng gồm chuyển mạch mềm Softswitch, giao thức điều khiển MEGACO/H.248, SIP, H.323, BICC, INAP, SIGTRAN, cùng các thiết bị truyền dẫn quang và router dịch vụ IP/MPLS.

Phương pháp nghiên cứu

  • Nguồn dữ liệu: Thu thập từ tài liệu kỹ thuật, tiêu chuẩn quốc tế, báo cáo ngành viễn thông Việt Nam và các nghiên cứu thực tiễn về NGN.
  • Phương pháp phân tích: Phân tích cấu trúc mạng NGN, so sánh các giải pháp của các hãng lớn (Alcatel, Siemens), đánh giá tính khả thi và phù hợp với thực trạng mạng viễn thông Việt Nam.
  • Thiết kế mô hình: Xây dựng mô hình phòng thử nghiệm NGN TestLab theo cấu trúc phân lớp, lựa chọn thiết bị và công nghệ phù hợp.
  • Timeline nghiên cứu: Nghiên cứu và thiết kế từ năm 2007 đến 2008, bao gồm khảo sát thực trạng, xây dựng mô hình, thử nghiệm và đề xuất giải pháp triển khai.

Cỡ mẫu nghiên cứu bao gồm các thiết bị mạng thực tế trong phòng thử nghiệm, các kịch bản thử nghiệm cuộc gọi, dịch vụ đa phương tiện và kết nối liên mạng.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Mạng viễn thông Việt Nam đã số hóa hoàn toàn với các thiết bị hiện đại như tổng đài Alcatel A1000, Siemens EWSD, mạng truyền dẫn SDH, viba PDH, mạng báo hiệu SS7, tạo nền tảng thuận lợi cho chuyển đổi sang NGN. Khoảng 88% tuyến truyền dẫn nội tỉnh sử dụng vi ba, mạng truyền dẫn liên tỉnh dài 4000 km sử dụng cáp quang STM-16.

  2. Phương án phát triển NGN tại Việt Nam là xây dựng trên cơ sở mạng hiện tại, tận dụng tối đa thiết bị đã đầu tư, chuyển đổi từng bước theo vùng lưu lượng phân bố địa lý, ưu tiên phát triển dịch vụ truy nhập băng rộng tại các thành phố lớn. Giai đoạn 2001-2003 đã triển khai 2 nút điều khiển và dịch vụ tại Hà Nội và TP.HCM, 3 nút chuyển mạch đường trục, kết nối 11 tỉnh thành trọng điểm.

  3. Phòng thử nghiệm NGN TestLab được xây dựng theo mô hình phân lớp chuẩn ITU, gồm lớp ứng dụng/dịch vụ, điều khiển, truyền tải, truy nhập và quản lý. Thiết bị chính bao gồm Softswitch Alcatel A1000 và A5020, Media Gateway 7505, 7510, router dịch vụ 7750 SR, thiết bị truy nhập DSLAM ASAM 7300, nền tảng dịch vụ mở OSP A8690.

  4. Thử nghiệm đa dạng kịch bản cuộc gọi và dịch vụ: cuộc gọi nội hạt, liên mạng PSTN qua SS7/ISUP, liên mạng VoIP qua H.323 và SIP, kiểm tra tính tương thích thiết bị, phân tích bản tin báo hiệu, vẽ lưu đồ cuộc gọi. Các bài test cho thấy hệ thống Softswitch và Media Gateway hoạt động ổn định, tương thích với mạng PSTN và mạng IP.

Thảo luận kết quả

Việc xây dựng NGN TestLab trên nền tảng thiết bị và công nghệ của Alcatel phù hợp với định hướng phát triển mạng viễn thông Việt Nam, tận dụng được hạ tầng hiện có, đồng thời hỗ trợ phát triển các dịch vụ đa phương tiện mới. Các thử nghiệm thực tế chứng minh khả năng tương tác giữa các giao thức báo hiệu truyền thống và IP, đảm bảo chất lượng dịch vụ và tính ổn định mạng.

So với các nghiên cứu quốc tế, mô hình phòng thử nghiệm này đáp ứng đầy đủ các yêu cầu kỹ thuật và quản lý, đồng thời phù hợp với điều kiện kinh tế và kỹ thuật của Việt Nam. Việc phân vùng lưu lượng và tổ chức mạng theo vùng giúp tối ưu hóa chi phí đầu tư và vận hành, đồng thời nâng cao khả năng mở rộng và linh hoạt trong phát triển dịch vụ.

Dữ liệu thử nghiệm có thể được trình bày qua biểu đồ lưu lượng cuộc gọi, bảng so sánh tỷ lệ thành công cuộc gọi, biểu đồ phân bổ băng thông và QoS theo từng dịch vụ, giúp minh họa hiệu quả vận hành và khả năng đáp ứng yêu cầu của mạng NGN.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Triển khai mở rộng phòng thử nghiệm NGN TestLab giai đoạn 2 với bổ sung khối chức năng Wireless Call Server (WCS) và Border Gateway để hỗ trợ mạng di động IMS, nhằm thử nghiệm các dịch vụ đa phương tiện tiên tiến. Thời gian thực hiện: 1-2 năm; chủ thể: VNPT và các đối tác công nghệ.

  2. Tăng cường đào tạo và phát triển nguồn nhân lực chuyên sâu về NGN cho đội ngũ kỹ thuật viên và quản lý vận hành, đảm bảo năng lực vận hành, bảo trì và phát triển mạng NGN. Thời gian: liên tục; chủ thể: các trường đại học, trung tâm đào tạo viễn thông.

  3. Xây dựng quy trình thử nghiệm chuẩn và hệ thống quản lý chất lượng dịch vụ (QoS) trong phòng thử nghiệm, bao gồm các kịch bản kiểm tra, phân tích báo hiệu, giám sát hiệu suất mạng, nhằm đảm bảo tính ổn định và chất lượng dịch vụ khi triển khai thực tế. Thời gian: 6-12 tháng; chủ thể: VNPT, các nhà cung cấp thiết bị.

  4. Đẩy mạnh nghiên cứu và phát triển các dịch vụ mới trên nền tảng NGN, đặc biệt là dịch vụ thoại qua IP (VoIP), hội nghị truyền hình đa phương tiện, dịch vụ trả tiền trước, mạng riêng ảo (VPN), nhằm tăng doanh thu và đáp ứng nhu cầu khách hàng. Thời gian: liên tục; chủ thể: nhà cung cấp dịch vụ, trung tâm nghiên cứu.

  5. Tăng cường kết nối và tương tác giữa phòng thử nghiệm với mạng viễn thông thực tế, đảm bảo thử nghiệm các thiết bị, dịch vụ trong môi trường gần thực tế nhất, từ đó rút ngắn thời gian đưa sản phẩm ra thị trường. Thời gian: 1 năm; chủ thể: VNPT, các nhà cung cấp thiết bị.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Nhà khai thác mạng viễn thông: Để hiểu rõ quá trình chuyển đổi từ mạng truyền thống sang NGN, xây dựng kế hoạch đầu tư, vận hành và phát triển dịch vụ mới phù hợp với xu hướng công nghệ hiện đại.

  2. Nhà cung cấp thiết bị và giải pháp viễn thông: Tham khảo mô hình phòng thử nghiệm, các tiêu chuẩn kỹ thuật, giao thức và phương pháp thử nghiệm để phát triển sản phẩm tương thích, đáp ứng yêu cầu thị trường Việt Nam.

  3. Các nhà nghiên cứu và sinh viên ngành viễn thông, công nghệ thông tin: Nắm bắt kiến thức chuyên sâu về kiến trúc mạng NGN, công nghệ chuyển mạch mềm, truyền dẫn quang, giao thức mạng và thử nghiệm mạng.

  4. Các đơn vị đào tạo và trung tâm phát triển nguồn nhân lực: Sử dụng nội dung luận văn làm tài liệu giảng dạy, xây dựng chương trình đào tạo thực tế về mạng NGN và các công nghệ liên quan.

Câu hỏi thường gặp

  1. Mạng NGN khác gì so với mạng viễn thông truyền thống?
    Mạng NGN sử dụng công nghệ chuyển mạch gói thay vì chuyển mạch kênh, hỗ trợ đa dịch vụ đa phương tiện trên một hạ tầng duy nhất, có cấu trúc phân lớp mở, linh hoạt và đảm bảo QoS theo yêu cầu người dùng.

  2. Phòng thử nghiệm NGN TestLab có vai trò gì trong phát triển mạng?
    TestLab là môi trường kiểm tra, đánh giá thiết bị và dịch vụ trước khi triển khai thực tế, giúp giảm thiểu rủi ro, nâng cao chất lượng dịch vụ và rút ngắn thời gian đưa sản phẩm ra thị trường.

  3. Các giao thức chính được sử dụng trong mạng NGN là gì?
    Các giao thức chủ yếu gồm MEGACO/H.248, SIP, H.323, BICC, INAP, SIGTRAN, ISUP, hỗ trợ điều khiển cuộc gọi, báo hiệu và truyền tải đa dịch vụ trên mạng IP và mạng truyền dẫn quang.

  4. Làm thế nào để đảm bảo chất lượng dịch vụ (QoS) trong mạng NGN?
    Mạng NGN sử dụng các kỹ thuật phân loại, ưu tiên lưu lượng, định tuyến đa đường, xếp hàng dựa trên dịch vụ và giám sát liên tục các tham số như độ trễ, mất gói, jitter để đảm bảo QoS phù hợp với từng loại dịch vụ.

  5. Việt Nam đã triển khai mạng NGN như thế nào?
    Việt Nam phát triển mạng NGN dựa trên cơ sở mạng hiện tại, phân vùng lưu lượng theo vùng địa lý, ưu tiên phát triển dịch vụ băng rộng tại các thành phố lớn, triển khai từng bước từ 2001 đến 2010 với các nút điều khiển, chuyển mạch và truy nhập hiện đại.

Kết luận

  • Mạng NGN là xu hướng tất yếu trong phát triển viễn thông, đáp ứng nhu cầu đa dịch vụ, đa phương tiện và chất lượng cao của khách hàng hiện đại.
  • Việt Nam đã có nền tảng viễn thông số hóa hiện đại, thuận lợi cho việc chuyển đổi sang mạng NGN theo lộ trình phù hợp với điều kiện thực tế.
  • Phòng thử nghiệm NGN TestLab được xây dựng theo mô hình phân lớp chuẩn quốc tế, sử dụng thiết bị và công nghệ tiên tiến, hỗ trợ kiểm tra, thử nghiệm và phát triển dịch vụ mới.
  • Các thử nghiệm thực tế tại TestLab chứng minh tính ổn định, tương thích và hiệu quả của hệ thống, góp phần rút ngắn thời gian triển khai mạng NGN thực tế.
  • Đề xuất mở rộng TestLab giai đoạn 2, tăng cường đào tạo nhân lực, xây dựng quy trình thử nghiệm chuẩn và phát triển dịch vụ đa dạng nhằm nâng cao năng lực cạnh tranh của ngành viễn thông Việt Nam.

Tiếp theo, cần triển khai mở rộng phòng thử nghiệm, hoàn thiện quy trình vận hành và đẩy mạnh nghiên cứu phát triển dịch vụ mới trên nền tảng NGN. Các nhà khai thác, nhà cung cấp thiết bị và đơn vị đào tạo được khuyến khích tham khảo và ứng dụng kết quả nghiên cứu này để thúc đẩy sự phát triển bền vững của mạng viễn thông Việt Nam.