Thiết Kế Mạng Lưu Trữ Hiện Đại Tại Hà Nội

Tài liệu nghiên cứu Luận văn thiết kế mạng truy nhập ngn của một vùng lưu lượng, tổng hợp lý thuyết và thực hành, cung cấp kiến thức chuyên sâu về .

• Người hướng dẫn: PTS. Nguyễn Văn A
• Trường học: Đại Học Quốc Gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Công Nghệ Thông Tin
• Đề tài: Thiết Kế Mạng Lưu Trữ Hiện Đại Tại Hà Nội
• Loại tài liệu: luận văn
• Năm xuất bản: 2006
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN MẠNG THẾ HỆ SAU NGĂN
• 1.1. Khái quát chung mạng viễn thông hiện tại - mạng PSTN
• 1.2. Đặc điểm mạng viễn thông hiện tại
• 1.3. Hạn chế của mạng PSTN
• 1.4. Mục tiêu của mạng ngăn
• 1.5. Kết nối ngăn với mạng viễn thông hiện tại
• 2. CHƯƠNG 2: MẠNG TRUY NHẬP NGĂN
• 2.1. Tổng quan mạng truy nhập
• 2.2. Mạng cáp quang lai cáp đồng trụ
• 2.3. Mạng truy nhập hiện đại dưới quan điểm của ITU - T
• 2.4. Thiết bị truy nhập giai đoạn quá độ lên mạng ngăn
• 3. CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THIẾT LẬP MẠNG TRUY NHẬP NGĂN CỦA THÀNH PHỐ VIỆT TRÌ
• 3.1. Phương pháp tính toán thiết lập mạng truy nhập ngăn
• 3.2. Thiết kế mạng truy nhập ngăn cho thành phố Việt Trì
• 3.3. Xác lập cấu trúc mạng truy nhập
• 3.4. Tính toán dung lượng mạng truy nhập Việt Trì
• 3.5. Lựa chọn trang thiết bị mạng truy nhập thế hệ sau
• KẾT LUẬN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Thiết Kế Mạng Lưu Trữ Hiện Đại Tại Hà Nội

Mạng lưu trữ hiện đại đóng vai trò then chốt trong hạ tầng công nghệ thông tin của Hà Nội. Sự phát triển vượt bậc của dữ liệu đòi hỏi các giải pháp lưu trữ hiệu quả, an toàn và có khả năng mở rộng linh hoạt. Bài viết này sẽ cung cấp cái nhìn tổng quan về thiết kế mạng lưu trữ, các yếu tố cần xem xét và xu hướng công nghệ mới nhất. Mạng lưu trữ không chỉ là nơi chứa dữ liệu mà còn là nền tảng cho các ứng dụng và dịch vụ quan trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất và khả năng cạnh tranh của các tổ chức. Theo nghiên cứu, việc đầu tư vào hạ tầng lưu trữ phù hợp có thể giúp giảm chi phí vận hành và tăng cường khả năng phục hồi sau thảm họa.

1.1. Vai Trò Của Mạng Lưu Trữ Trong Hạ Tầng CNTT

Mạng lưu trữ là xương sống của mọi hệ thống CNTT, đảm bảo dữ liệu được lưu trữ an toàn, truy cập nhanh chóng và quản lý hiệu quả. Nó hỗ trợ các hoạt động kinh doanh quan trọng, từ phân tích dữ liệu đến ứng dụng đám mây. Hạ tầng CNTT hiện đại không thể thiếu một mạng lưu trữ mạnh mẽ. Các doanh nghiệp tại Hà Nội ngày càng nhận thức rõ tầm quan trọng của việc đầu tư vào giải pháp lưu trữ phù hợp để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của thị trường.

1.2. Các Thành Phần Chính Của Mạng Lưu Trữ

Một mạng lưu trữ hoàn chỉnh bao gồm nhiều thành phần, bao gồm thiết bị lưu trữ (ổ cứng, SSD), giao thức truyền dữ liệu (iSCSI, Fibre Channel), phần mềm quản lý và các thiết bị mạng (switch, router). Mỗi thành phần đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo hiệu suất và độ tin cậy của hệ thống. Việc lựa chọn các thành phần phù hợp đòi hỏi sự hiểu biết sâu sắc về nhu cầu cụ thể của tổ chức và khả năng tương thích giữa các thành phần.

II. Thách Thức Trong Thiết Kế Mạng Lưu Trữ Tại Hà Nội

Việc thiết kế mạng lưu trữ hiện đại tại Hà Nội đối mặt với nhiều thách thức, bao gồm sự tăng trưởng dữ liệu nhanh chóng, yêu cầu về bảo mật và tuân thủ, cũng như sự phức tạp của các công nghệ mới. Các tổ chức cần phải có chiến lược rõ ràng để vượt qua những thách thức này và đảm bảo rằng mạng lưu trữ của họ đáp ứng được nhu cầu hiện tại và tương lai. Theo báo cáo, chi phí quản lý dữ liệu đang tăng lên đáng kể, đòi hỏi các giải pháp hiệu quả hơn.

2.1. Quản Lý Sự Tăng Trưởng Dữ Liệu

Sự tăng trưởng dữ liệu theo cấp số nhân đặt ra áp lực lớn lên hạ tầng lưu trữ. Các tổ chức cần phải có khả năng mở rộng dung lượng lưu trữ một cách linh hoạt và hiệu quả về chi phí. Các giải pháp như lưu trữ đám mây và lưu trữ định nghĩa bằng phần mềm (SDS) có thể giúp giải quyết vấn đề này.

2.2. Đảm Bảo An Ninh Và Tuân Thủ Dữ Liệu

An ninh dữ liệu là mối quan tâm hàng đầu, đặc biệt trong bối cảnh các cuộc tấn công mạng ngày càng tinh vi. Các tổ chức cần phải triển khai các biện pháp bảo mật mạnh mẽ để bảo vệ dữ liệu khỏi truy cập trái phép và tuân thủ các quy định pháp luật về bảo vệ dữ liệu cá nhân. Bảo mật dữ liệu là yếu tố sống còn.

2.3. Ứng Phó Với Sự Phức Tạp Của Công Nghệ

Thị trường công nghệ lưu trữ liên tục phát triển, với sự ra đời của các công nghệ mới như NVMe, persistent memory và AI-powered storage. Các tổ chức cần phải có khả năng đánh giá và triển khai các công nghệ này một cách hiệu quả để cải thiện hiệu suất và giảm chi phí.

III. Phương Pháp Thiết Kế Mạng Lưu Trữ Tối Ưu Cho Hà Nội

Để thiết kế một mạng lưu trữ tối ưu, cần tiếp cận một cách có hệ thống, bắt đầu từ việc đánh giá nhu cầu, lựa chọn công nghệ phù hợp, thiết kế kiến trúc và triển khai các biện pháp bảo mật. Việc tuân thủ các tiêu chuẩn và best practices cũng rất quan trọng. Thiết kế mạng cần linh hoạt và có khả năng mở rộng. Theo các chuyên gia, việc sử dụng phương pháp tiếp cận theo hướng dịch vụ (service-oriented architecture) có thể giúp đơn giản hóa việc quản lý và triển khai.

3.1. Đánh Giá Nhu Cầu Lưu Trữ Cụ Thể

Bước đầu tiên là xác định rõ nhu cầu lưu trữ của tổ chức, bao gồm dung lượng, hiệu suất, độ tin cậy và các yêu cầu về bảo mật. Việc này đòi hỏi sự phối hợp chặt chẽ giữa các bộ phận khác nhau trong tổ chức. Nhu cầu lưu trữ cần được đánh giá định kỳ để đảm bảo rằng mạng lưu trữ luôn đáp ứng được yêu cầu.

3.2. Lựa Chọn Công Nghệ Lưu Trữ Phù Hợp

Có nhiều công nghệ lưu trữ khác nhau, mỗi công nghệ có ưu và nhược điểm riêng. Việc lựa chọn công nghệ phù hợp phụ thuộc vào nhu cầu cụ thể của tổ chức và ngân sách. Các công nghệ phổ biến bao gồm SAN, NAS, object storage và cloud storage. Công nghệ lưu trữ cần được lựa chọn dựa trên hiệu quả và chi phí.

3.3. Thiết Kế Kiến Trúc Mạng Lưu Trữ

Kiến trúc mạng lưu trữ cần được thiết kế sao cho đảm bảo hiệu suất, độ tin cậy và khả năng mở rộng. Các yếu tố cần xem xét bao gồm topology mạng, giao thức truyền dữ liệu và các biện pháp dự phòng. Kiến trúc mạng cần được thiết kế để tối ưu hóa hiệu suất.

IV. Ứng Dụng Thực Tế Mạng Lưu Trữ Hiện Đại Tại Hà Nội

Mạng lưu trữ hiện đại được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực tại Hà Nội, từ chính phủ điện tử đến tài chính ngân hàng và sản xuất. Các ứng dụng này đòi hỏi mạng lưu trữ có hiệu suất cao, độ tin cậy cao và khả năng bảo mật mạnh mẽ. Việc triển khai thành công các ứng dụng này đóng góp quan trọng vào sự phát triển kinh tế xã hội của thành phố. Theo thống kê, việc ứng dụng công nghệ lưu trữ mới giúp tăng năng suất lao động.

4.1. Mạng Lưu Trữ Trong Chính Phủ Điện Tử

Chính phủ điện tử đòi hỏi mạng lưu trữ có khả năng lưu trữ và quản lý lượng lớn dữ liệu công dân, dữ liệu hành chính và dữ liệu giao dịch. An ninh và bảo mật dữ liệu là yếu tố then chốt. Dữ liệu chính phủ cần được bảo vệ nghiêm ngặt.

4.2. Mạng Lưu Trữ Trong Tài Chính Ngân Hàng

Ngành tài chính ngân hàng yêu cầu mạng lưu trữ có hiệu suất cao, độ tin cậy cao và khả năng bảo mật mạnh mẽ để đảm bảo hoạt động giao dịch liên tục và bảo vệ thông tin khách hàng. Dữ liệu tài chính cần được bảo vệ khỏi gian lận và tấn công mạng.

4.3. Mạng Lưu Trữ Trong Sản Xuất

Trong lĩnh vực sản xuất, mạng lưu trữ được sử dụng để lưu trữ và quản lý dữ liệu thiết kế, dữ liệu sản xuất và dữ liệu chất lượng. Việc này giúp cải thiện hiệu quả sản xuất và giảm chi phí. Dữ liệu sản xuất cần được quản lý chặt chẽ để đảm bảo chất lượng sản phẩm.

V. Xu Hướng Và Tương Lai Của Mạng Lưu Trữ Tại Hà Nội

Mạng lưu trữ đang trải qua những thay đổi lớn do sự phát triển của các công nghệ mới như AI, machine learning và cloud computing. Các xu hướng này sẽ định hình tương lai của mạng lưu trữ tại Hà Nội, đòi hỏi các tổ chức phải liên tục cập nhật kiến thức và kỹ năng để thích ứng. Tương lai lưu trữ sẽ tập trung vào tự động hóa và trí tuệ nhân tạo. Theo dự báo, thị trường lưu trữ đám mây sẽ tiếp tục tăng trưởng mạnh mẽ.

5.1. Lưu Trữ Đám Mây Và Mô Hình Hybrid Cloud

Lưu trữ đám mây đang trở thành lựa chọn phổ biến cho các tổ chức tại Hà Nội, nhờ tính linh hoạt, khả năng mở rộng và chi phí hiệu quả. Mô hình hybrid cloud kết hợp giữa lưu trữ tại chỗ và lưu trữ đám mây, mang lại sự cân bằng giữa kiểm soát và linh hoạt. Lưu trữ đám mây mang lại nhiều lợi ích cho doanh nghiệp.

5.2. Trí Tuệ Nhân Tạo Trong Quản Lý Lưu Trữ

AI và machine learning đang được ứng dụng để tự động hóa các tác vụ quản lý lưu trữ, dự đoán các vấn đề tiềm ẩn và tối ưu hóa hiệu suất. AI trong lưu trữ giúp giảm chi phí và tăng hiệu quả.

5.3. Lưu Trữ Định Nghĩa Bằng Phần Mềm SDS

SDS tách phần mềm quản lý lưu trữ khỏi phần cứng, mang lại sự linh hoạt và khả năng mở rộng cao. SDS cho phép các tổ chức tận dụng tối đa tài nguyên lưu trữ hiện có và giảm chi phí. SDS là xu hướng tất yếu trong tương lai.

VI. Hướng Dẫn Lựa Chọn Giải Pháp Mạng Lưu Trữ Tối Ưu Hà Nội

Việc lựa chọn giải pháp mạng lưu trữ phù hợp là một quyết định quan trọng, ảnh hưởng đến hiệu suất, chi phí và khả năng cạnh tranh của tổ chức. Cần xem xét kỹ lưỡng các yếu tố như nhu cầu, ngân sách, khả năng mở rộng và các yêu cầu về bảo mật. Giải pháp lưu trữ cần phù hợp với nhu cầu cụ thể. Theo các chuyên gia, nên tham khảo ý kiến của các chuyên gia tư vấn trước khi đưa ra quyết định.

6.1. Xác Định Rõ Nhu Cầu Và Mục Tiêu

Trước khi bắt đầu tìm kiếm giải pháp, cần xác định rõ nhu cầu và mục tiêu của tổ chức. Điều này bao gồm việc xác định dung lượng lưu trữ cần thiết, hiệu suất yêu cầu, các yêu cầu về bảo mật và tuân thủ, cũng như ngân sách. Nhu cầu lưu trữ cần được xác định rõ ràng.

6.2. So Sánh Các Giải Pháp Khác Nhau

Có nhiều giải pháp mạng lưu trữ khác nhau trên thị trường, mỗi giải pháp có ưu và nhược điểm riêng. Cần so sánh các giải pháp này dựa trên các tiêu chí như hiệu suất, chi phí, khả năng mở rộng, tính năng bảo mật và khả năng tương thích với hạ tầng hiện có. So sánh giải pháp là bước quan trọng.

6.3. Tham Khảo Ý Kiến Chuyên Gia

Việc lựa chọn giải pháp mạng lưu trữ là một quyết định phức tạp, đòi hỏi kiến thức và kinh nghiệm chuyên môn. Nên tham khảo ý kiến của các chuyên gia tư vấn để được hỗ trợ trong việc đánh giá các giải pháp khác nhau và lựa chọn giải pháp phù hợp nhất với nhu cầu của tổ chức. Tư vấn chuyên gia giúp đưa ra quyết định đúng đắn.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Sự bùng nổ của mạng Internet và các dịch vụ phi thoại đã thúc đẩy lưu lượng truyền tải số liệu tăng trưởng theo hàm số mũ với mức tăng vượt hơn 300% mỗi năm, dần lấn lướt hoàn toàn lưu lượng thoại truyền thống. Trước bối cảnh đó, mạng viễn thông công cộng truyền thống (PSTN) hoạt động trên nền tảng chuyển mạch kênh TDM (Time Division Multiplexing) bộc lộ rõ rệt sự cồng kềnh, phân mảnh và lãng phí tới 40% tài nguyên băng thông do cơ chế chiếm dụng kênh cố định. Đồng thời, mô hình quản lý phân tán theo 64 đơn vị hành chính tỉnh, thành phố khiến chi phí vận hành tăng cao và hạn chế nghiêm trọng khả năng tích hợp đa dịch vụ băng rộng.

Nhằm giải quyết triệt để bài toán nâng cấp hạ tầng, nghiên cứu tập trung xây dựng cơ sở phương pháp luận tính toán, quy hoạch và thiết kế mạng truy nhập NGN (Next Generation Network) cho một vùng lưu lượng điển hình, lấy địa bàn Thành phố Việt Trì (tỉnh Phú Thọ) làm điển hình triển khai trong giai đoạn quy hoạch 2001 - 2010 của Tập đoàn Bưu chính Viễn thông Việt Nam (VNPT). Mục tiêu cụ thể là phân tích cấu trúc đa lớp NGN, thiết lập quy trình định cỡ lưu lượng và lựa chọn cấu hình thiết bị truy nhập IP hiện đại, đảm bảo khả năng chuyển đổi mượt mà từ nền tảng kế thừa. Kết quả nghiên cứu đóng vai trò là phương pháp luận kỹ thuật có tính ứng dụng cao, giúp giảm thiểu từ 4 cấp chuyển mạch trung gian xuống còn 1 cấp điều khiển duy nhất, tiết kiệm ước tính 25% đến 30% chi phí đầu tư ban đầu (CAPEX) và cắt giảm hơn 35% chi phí bảo dưỡng vận hành mạng lưới (OPEX) cho nhà khai thác.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu vận dụng toàn diện khung kiến trúc mạng viễn thông thế hệ sau NGN theo định hướng chuẩn hóa của Liên minh Viễn thông Quốc tế (ITU-T) kết hợp cùng mô hình phân vùng lưu lượng viễn thông hiện đại. Về mặt cấu trúc, mạng NGN được tổ chức tách biệt hoàn toàn giữa chức năng điều khiển cuộc gọi và chức năng truyền dẫn thông tin qua 5 phân lớp chức năng độc lập: lớp ứng dụng, lớp điều khiển, lớp chuyển tải, lớp truy nhập và lớp quản lý; song song với 2 lớp cấu trúc vật lý gồm lớp mạng lõi truyền tải và lớp mạng truy nhập.

Hệ thống lý thuyết cốt lõi tập trung vào 4 khái niệm kỹ thuật nền tảng:

• Chuyển mạch mềm (Softswitch / Media Gateway Controller - MGC): Đóng vai trò bộ não điều khiển thiết lập phiên, định tuyến cuộc gọi và xử lý tương tác báo hiệu đa giao thức.
• Cổng truyền thông (Media Gateway - MGW) và Cổng báo hiệu (Signaling Gateway - SG): Đảm nhận nhiệm vụ chuyển đổi định dạng dữ liệu thoại TDM (kênh DS0 tốc độ 64 Kbps) sang các gói tin IP/RTP và ánh xạ báo hiệu kênh kết hợp số 7 (SS7/SIGTRAN) sang nền mạng gói.
• Nút truy nhập đa dịch vụ (MSAN / DSLAM): Thiết bị ghép kênh thuê bao số đường dây bất đối xứng (ADSL/VDSL) và thoại IP tại chặng cuối cáp đồng hoặc cáp quang.
• Dung hợp 3 mạng (Triple-Play): Nền tảng hội tụ toàn diện các dịch vụ thoại, truyền hình đa phương tiện và dữ liệu Internet băng thông rộng trên giao thức IP thống nhất.

Mô hình kỹ thuật áp dụng các giao thức mở tiêu chuẩn quốc tế như SIP, H.323, MEGACO/H.248 và SIGTRAN, hỗ trợ năng lực điều khiển lưu lượng lên tới hơn 100.000 cuộc gọi trong giờ bận trên một cụm máy chủ chuyển mạch mềm.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng nguồn dữ liệu thứ cấp xác thực từ số liệu vận hành mạng viễn thông thực tế của Bưu điện tỉnh Phú Thọ và các báo cáo hiện trạng kỹ thuật của VNPT. Cỡ mẫu nghiên cứu bao gồm toàn bộ cơ sở dữ liệu của hơn 35.000 thuê bao thoại cố định hiện hữu và 12.500 thuê bao dữ liệu Internet băng rộng đang phân bổ tại 12 phường, xã thuộc địa bàn Thành phố Việt Trì. Phương pháp chọn mẫu là chọn mẫu phi ngẫu nhiên theo phân tầng khu vực địa lý kết hợp mức độ tập trung kinh tế - xã hội, đại diện cho các nhóm khách hàng hộ gia đình, cơ quan hành chính và doanh nghiệp công nghiệp.

Phương pháp phân tích được áp dụng gồm:

• Phương pháp chuỗi thời gian kết hợp mô hình ngoại suy kinh tế lượng: Dự báo tốc độ phát triển thuê bao và nhu cầu lưu lượng thoại, dữ liệu đến năm 2010. Lý do lựa chọn là mô hình này phản ánh chính xác xu thế tăng trưởng của các dịch vụ viễn thông công nghệ mới trong môi trường chuyển đổi số, kiểm soát sai số dự báo dưới 5%.
• Phương pháp lý thuyết xếp hàng Erlang B: Tính toán lưu lượng cuộc gọi giờ bận, xác suất nghẽn mạch (GoS ở ngưỡng 1%) và định cỡ dung lượng cổng trung kế, băng thông đường truyền dẫn STM-1 (155 Mbps) và STM-4 (622 Mbps).
• Phương pháp phân tích kiến trúc hệ thống so sánh: Đánh giá tối ưu giữa các giải pháp kỹ thuật của các hãng viễn thông lớn như Siemens (SURPASS) và Alcatel (Open Media Suite) để lựa chọn cấu hình trạm truy nhập phù hợp với điều kiện kinh tế của địa phương. Toàn bộ quá trình nghiên cứu và tính toán được thực hiện trong khung thời gian từ năm 2005 đến năm 2006.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Quá trình phân tích thực nghiệm và tính toán kỹ thuật đã mang lại 3 phát hiện nổi bật:

Thứ nhất, việc tái cấu trúc hệ thống viễn thông từ 64 mạng tỉnh phân tán sang mô hình 5 vùng lưu lượng toàn quốc đã tối ưu hóa vượt bậc luồng truyền dẫn. Thành phố Việt Trì được xác định là nút mạng quan trọng thuộc Vùng lưu lượng 1 (bao gồm 27 tỉnh phía Bắc), kết nối trực tiếp về trung tâm điều khiển chuyển mạch mềm khu vực, giảm thiểu 100% các khâu chuyển tiếp trung gian không cần thiết qua các đài Toll/Tandem thế hệ cũ.

Thứ hai, kết quả dự báo nhu cầu dịch vụ tại Thành phố Việt Trì đến mốc năm 2010 cho thấy mật độ điện thoại cố định đạt xấp xỉ 28 máy/100 dân, tương ứng với dung lượng trên 65.000 thuê bao, tăng trưởng 85,7% so với năm 2005. Đồng thời, nhu cầu thuê bao Internet băng rộng ADSL ghi nhận bước nhảy vọt với mức tăng trên 220%, đòi hỏi băng thông truyền tải lớp biên phải đạt tối thiểu 1,2 Gbps đến 2,5 Gbps để đáp ứng các gói cước dữ liệu tốc độ cao.

Thứ ba, cấu trúc mạng truy nhập NGN đề xuất với giải pháp triển khai các khối Multi-service Access Node (MSAN) kết hợp các cổng truy nhập Access Gateway đặt tại 5 điểm trung tâm (trạm Việt Trì, Tân Dân, Nông Trang, Dữu Lâu, Bến Gót) kết nối qua mạng vòng Ring cáp quang SDH/ATM-IP STM-4 (622 Mbps) giúp loại bỏ hoàn toàn hiện tượng nghẽn mạch cục bộ, nâng độ khả dụng toàn mạng lên mức 99,99%.

Thảo luận kết quả

Các kết quả định lượng về dung lượng mạng có thể được trực quan hóa thông qua biểu đồ phân bố lưu lượng Erlang giờ bận và bảng ma trận chuyển mạch kênh ảo (VPI/VCI). Cụ thể, dữ liệu tính toán chứng minh rằng cơ chế ghép kênh thống kê trên nền gói IP giúp tăng hiệu suất sử dụng kênh truyền dẫn từ mức trung bình 45% của mạng TDM truyền thống lên đạt mức trên 85% trong cấu trúc NGN.

Nguyên nhân chính dẫn đến sự cải thiện vượt bậc này là do kiến trúc NGN cho phép tách biệt luồng thông tin truyền thông (Media) và luồng điều khiển báo hiệu, giải phóng dung lượng băng thông bị chiếm dụng trong thời gian đàm thoại rỗi. Khi so sánh với các nghiên cứu triển khai NGN thử nghiệm tại các đô thị loại hai ở khu vực châu Á, mô hình đề xuất cho Việt Trì thể hiện tính tương thích cao với điều kiện hạ tầng sẵn có tại Việt Nam. Việc tận dụng tối đa mạng cáp đồng nội hạt kết hợp với thiết bị truy nhập đa dịch vụ MSAN giúp bảo toàn nguồn vốn đầu tư cũ, đồng thời sẵn sàng mở rộng cung cấp các dịch vụ gia tăng cao cấp như hội nghị truyền hình, mạng riêng ảo IP-VPN và truyền hình tương tác đa kênh mà không cần thay đổi cấu trúc mạng lõi.

Đề xuất và khuyến nghị

Nhằm hiện thực hóa mạng truy nhập NGN một cách đồng bộ và an toàn, nghiên cứu đưa ra 4 nhóm khuyến nghị hành động cụ thể:

1. Tái cấu trúc và mở rộng mạng cáp quang truyền dẫn lớp truy nhập: Tập đoàn VNPT phối hợp với Viễn thông Phú Thọ triển khai xây dựng mới 8 tuyến vòng Ring cáp quang đô thị chuẩn STM-4 và STM-16 khép kín tại các khu vực trọng điểm của Thành phố Việt Trì, hoàn thành dứt điểm trong quý 4 năm 2007 nhằm tăng cường tính linh hoạt và khả năng tự phục hồi khi có sự cố đứt cáp.
2. Thay thế và chuyển đổi từng bước các tổng đài nội hạt TDM cũ: Ban Quản lý Dự án Viễn thông tiến hành lắp đặt thay thế các trạm tổng đài vệ tinh lạc hậu bằng các khối truy nhập đa dịch vụ IP-DSLAM và Media Gateway thế hệ mới, đặt mục tiêu chuyển đổi 100% thuê bao cố định và hòa mạng 30.000 cổng băng rộng trước năm 2009.
3. Chuẩn hóa hệ thống quản lý và chất lượng dịch vụ tập trung: Phòng Kỹ thuật Viễn thông thiết lập hệ thống giám sát mạng viễn thông TMN kết hợp các giao thức quản lý SNMP và hệ thống hỗ trợ kinh doanh OSS/BSS, hoàn thành trước năm 2008 nhằm đảm bảo độ trễ truyền gói thoại dưới 150 ms và tỷ lệ mất gói dưới 0,1%.
4. Nâng cao năng lực chuyên môn cho đội ngũ kỹ sư vận hành: Trung tâm Đào tạo Bưu chính Viễn thông tổ chức các khóa huấn luyện chuyên sâu về định tuyến IP/MPLS, cấu hình Softswitch và an toàn thông tin mạng NGN cho ít nhất 50 kỹ sư và chuyên viên kỹ thuật địa phương trong khung thời gian 6 đến 12 tháng.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Nội dung và kết quả của luận văn mang lại giá trị thực tiễn to lớn cho 4 nhóm đối tượng chính:

• Kỹ sư quy hoạch và thiết kế mạng viễn thông: Vận dụng trực tiếp quy trình tính toán định cỡ lưu lượng Erlang, phân bổ dung lượng cổng MSAN và xây dựng mô hình mạng vòng Ring cáp quang cho các dự án nâng cấp mạng đô thị.
• Cán bộ quản lý kỹ thuật tại các nhà khai thác mạng (VNPT, Viettel, MobiFone): Tham khảo phương pháp luận phân chia vùng lưu lượng và phương án kết nối liên mạng NGN - PSTN để tối ưu hóa chi phí đầu tư và chi phí vận hành mạng lưới viễn thông quốc gia.
• Giảng viên và học viên cao học chuyên ngành Điện tử - Viễn thông: Sử dụng công trình như một tài liệu tham khảo học thuật chuyên sâu và case study thực tiễn điển hình về quá trình chuyển đổi công nghệ từ mạng chuyển mạch kênh TDM sang mạng chuyển mạch gói IP.
• Các doanh nghiệp giải pháp và tích hợp hệ thống mạng viễn thông: Nắm bắt chi tiết yêu cầu kỹ thuật về các cổng giao tiếp mở, cấu hình thiết bị Media Gateway và Softswitch để phát triển các giải pháp phần mềm, dịch vụ giá trị gia tăng tương thích với hạ tầng nhà mạng.

Câu hỏi thường gặp

1. Điểm khác biệt căn bản giữa kiến trúc mạng NGN và mạng PSTN truyền thống là gì? Mạng PSTN truyền thống sử dụng công nghệ chuyển mạch kênh TDM nguyên khối, gắn chặt chức năng dịch vụ với phần cứng tổng đài độc quyền. Ngược lại, mạng NGN áp dụng công nghệ chuyển mạch gói dựa trên giao thức IP, phân tách hoàn toàn thành 5 phân lớp chức năng độc lập với các giao diện mở, cho phép phân phối dịch vụ thoại, dữ liệu và video trên cùng một hạ tầng duy nhất với chi phí vận hành giảm hơn 35%.

2. Tại sao mạng viễn thông VNPT lại được tái cấu trúc thành 5 vùng lưu lượng thay vì 64 tỉnh thành? Mô hình 64 mạng tỉnh theo địa giới hành chính trước đây gây phân mảnh lưu lượng, gia tăng số cấp chuyển mạch trung gian và gây lãng phí lớn chi phí đầu tư. Việc phân chia thành 5 vùng lưu lượng căn cứ theo mật độ thuê bao và hướng lưu lượng thực tế, giúp tập trung hóa năng lực xử lý của các cụm máy chủ Softswitch, giảm số cấp chuyển mạch xuống còn 1-2 cấp và tăng tính bảo mật cho toàn hệ thống.

3. Thiết bị Media Gateway (MGW) và Media Gateway Controller (MGC) đóng vai trò gì trong mạng NGN? MGC đóng vai trò bộ não điều khiển của lớp điều khiển, chịu trách nhiệm quản lý phiên, định tuyến cuộc gọi và xử lý báo hiệu SIP/SS7. MGW thuộc lớp truy nhập/truyền tải, chịu sự điều khiển của MGC qua giao thức H.248/MEGACO, thực hiện nhiệm vụ chuyển đổi luồng thoại số TDM sang gói tin IP/RTP với sự hỗ trợ của các bộ xử lý tín hiệu số DSP chuyên dụng.

4. Phương pháp tính toán dung lượng mạng truy nhập cho Thành phố Việt Trì dựa trên các tiêu chí nào? Phương pháp định cỡ dựa trên 3 tiêu chí cốt lõi: số liệu dự báo tăng trưởng thuê bao đến năm 2010 (đạt trên 65.000 máy), định mức lưu lượng giờ bận trên mỗi thuê bao (khoảng 0,05 đến 0,08 Erlang đối với thoại cố định) và tiêu chuẩn chất lượng dịch vụ với xác suất nghẽn mạch thiết kế GoS bằng 1%, từ đó xác định chính xác số lượng luồng trung kế E1 và cấu hình cổng MSAN tại từng trạm viễn thông.

5. Quá trình chuyển đổi lên mạng NGN có gây gián đoạn các dịch vụ điện thoại cố định hiện hữu không? Quá trình chuyển đổi được thiết kế theo lộ trình quá độ từng bước an toàn. Nhờ việc trang bị các cổng báo hiệu Signaling Gateway (SG) và Media Gateway (MGW), mạng NGN kết nối song song và tương thích hoàn toàn với các tổng đài AXE-10 và EWSD hiện có, đảm bảo thuê bao thoại truyền thống vẫn hoạt động liên tục với chất lượng ổn định trong suốt quá trình nâng cấp hệ thống.

Kết luận

• Luận văn đã hệ thống hóa toàn diện cơ sở lý luận về kiến trúc phân lớp, nguyên lý chuyển mạch gói và các giao thức điều khiển mở của mạng thế hệ sau NGN.
• Xác lập thành công phương pháp luận tính toán dự báo nhu cầu và định cỡ lưu lượng khoa học, áp dụng giải quyết bài toán thiết kế mạng truy nhập NGN thực tế cho Thành phố Việt Trì đến năm 2010.
• Đề xuất mô hình cấu trúc mạng truy nhập quang kết hợp thiết bị nút truy nhập đa dịch vụ MSAN tối ưu, giúp nâng cao hiệu suất sử dụng kênh truyền từ 45% lên trên 85%.
• Đưa ra 4 nhóm giải pháp kỹ thuật, lộ trình đầu tư và chuẩn hóa hệ thống quản trị mạng có tính khả thi cao cho nhà khai thác VNPT trong giai đoạn chuyển đổi công nghệ.
• Các đơn vị viễn thông và nhà nghiên cứu quan tâm có thể ứng dụng ngay khung tính toán và cấu hình mẫu này để triển khai thiết kế hạ tầng mạng NGN cho các vùng lưu lượng đô thị tương tự trên cả nước.