Bài giảng NGN - Chương 2: Cấu trúc mạng NGN

BAØI GIAÛNG NGN Chöông 2: Caáu truùc NGN - 20 - CHÖÔNG 2: CAÁU TRUÙC MAÏNG NGN ----WX---- I. SÖÏ TIEÁN HOÙA TÖØ MAÏNG HIEÄN COÙ LEÂN NGN 1. Chieán löôïc tieán hoùa Trong nhieàu naêm gaàn ñaây, neàn coâng nghieäp Vieãn thoâng vaãn ñang traên trôû veà vaán ñeà phaùt trieån coâng ngheä caên baûn naøo vaø duøng maïng gì ñeå hoã trôï caùc nhaø khai thaùc trong boái caûnh luaät vieãn thoâng ñang thay ñoåi nhanh choùng, caïnh tranh ngaøy caøng gia taêng maïnh meõ. Khaùi nieäm maïng theá heä môùi (hay coøn goïi laø maïng theá heä tieáp theo - NGN) ra ñôøi cuøng vôùi vieäc taùi kieán truùc maïng, taän duïng taát caû caùc öu theá veà coâng ngheä tieân tieán nhaèm ñöa ra nhieàu dòch vuï môùi, mang laïi nguoàn thu môùi, goùp phaàn giaûm chi phí khai thaùc vaø ñaàu tö ban ñaàu cho caùc nhaø kinh doanh. Moät chieán löôïc ñeå phaùt trieån nhòp nhaøng töø maïng hieän taïi sang kieán truùc maïng môùi laø raát quan troïng nhaèm giaûm thieåu yeâu caàu ñaàu tö trong giai ñoaïn chuyeån tieáp, trong khi sôùm taän duïng ñöôïc nhöõng phaåm chaát cuûa maïng NGN. Tuy nhieân baát kyø böôùc ñi naøo trong tieán trình chuyeån tieáp naøy cuõng caàn taïo ñieàu kieän deã daøng hôn cho maïng ñeå roát cuoäc vaãn phaùt trieån sang kieán truùc NGN döïa treân chuyeån maïch goùi. Baát cöù giaûi phaùp naøo ñöôïc choïn löïa thì caùc heä thoáng chuyeån maïch truyeàn thoáng cuõng seõ phaûi toàn taïi beân caïnh caùc phaàn töû maïng coâng ngheä môùi trong nhieàu naêm tôùi. Maïng theá heä sau ñöôïc toå chöùc döïa treân caùc nguyeân taéc cô baûn sau : - Ñaùp öùng nhu caàu cung caáp caùc loaïi hình dòch vuï vieãn thoâng phong phuù, ña daïng, ña dòch vuï, ña phöông tieän. - Maïng coù caáu truùc ñôn giaûn. - Naâng cao hieäu quaû söû duïng, chaát löôïng maïng löôùi vaø giaûm thieåu chi phí khai thaùc vaø baûo döôõng. - Deã daøng môû roäng dung löôïng, phaùt trieån caùc dòch vuï môùi. - Ñoä linh hoaït vaø tính saün saøng cao, naêng löïc toàn taïi maïnh. BAØI GIAÛNG NGN Chöông 2: Caáu truùc NGN - 21 - Vieäc toå chöùc maïng döïa treân soá löôïng thueâ bao theo vuøng ñòa lyù vaø nhu caàu phaùt trieån dòch vuï, khoâng toå chöùc theo ñòa baøn haønh chính maø toå chöùc theo vuøng maïng hay vuøng löu löôïng. ÔÛ ñaây, chuû yeáu chuùng ta xem xeùt quaù trình tieán hoùa veà caáu truùc töø maïng hieän coù leân caáu truùc maïng NGN. SONET Transport TDM Access Circuit Switching SONET Transport Frame/ Cell Access ATM Switching SONET Transport IP Access IP Routing/Sw. Internet ATM, FR PSTN Transport SONET Optical Access IP ATM FR TDM Switching ATM SVCs IP MPLS SS7 Maïng hieän taïi Maïng theá heä sau (NGN) .. Hình 2-1 Nhu caàu tieán hoùa maïng Nhö hình veõ, chuùng ta nhaän thaáy maïng vieãn thoâng hieän taïi goàm nhieàu maïng rieâng leû keát hôïp laïi vôùi nhau thaønh moät maïng “hoãn taïp”, chæ ñöôïc xaây döïng ôû caáp quoác gia, nhaèm ñaùp öùng ñöôïc nhieàu loaïi dòch vuï khaùc nhau. Xeùt ñeán maïng Internet, ñoù laø moät maïng ñôn lôùn, coù tính chaát toaøn caàu, thöôøng ñöôïc ñeà caäp theo moät loaït caùc giao thöùc truyeàn daãn hôn laø theo moät kieán truùc ñaëc tröng. Internet hieän taïi khoâng hoã trôï QoS cuõng nhö caùc dòch vuï coù tính thôøi gian thöïc ( nhö thoaïi truyeàn thoáng). Do ñoù, vieäc xaây döïng maïng theá heä môùi NGN caàn tuaân theo caùc chæ tieâu : 1. NGN phaûi coù khaû naêng hoã trôï caû cho caùc dòch vuï cuûa maïng Internet vaø cuûa maïng hieän haønh. 2. Moät kieán truùc NGN khaû thi phaûi hoã trôï dòch vuï qua nhieàu nhaø cung caáp khaùc nhau. Moãi nhaø cung caáp maïng hay dòch vuï laø moät thöïc theå rieâng leû BAØI GIAÛNG NGN Chöông 2: Caáu truùc NGN - 22 - vôùi muïc tieâu kinh doanh vaø cung caáp dòch vuï khaùc nhau, vaø coù theå söû duïng nhöõng kyõ thuaät vaø giao thöùc khaùc nhau. Moät vaøi dòch vuï coù theå chæ do moät nhaø cung caáp dòch vuï ñöa ra, nhöng taát caû caùc dòch vuï ñeàu phaûi ñöôïc truyeàn qua maïng moät caùch thoâng suoát töø ñaàu cuoái ñeán ñaàu cuoái. 3. Maïng töông lai phaûi hoã trôï taát caû caùc loaïi keát noái (hay coøn goïi laø cuoäc goïi), thieát laäp ñöôøng truyeàn trong suoát thôøi gian chuyeån giao, caû cho höõu tuyeán cuõng nhö voâ tuyeán. Vì vaäy, maïng NGN seõ tieán hoùa leân töø maïng truyeàn daãn hieän taïi (phaùt trieån theâm chuyeån maïch goùi) vaø töø maïng Internet coâng coäng ( hoã trôï theâm chaát löôïng dòch vuï QoS). Tính thoâng minh taäp trung Tính thoâng minh phaân taùn ñeán caùc CPE Theá giôùi InternetTheá giôùi ñieän thoaïi Maïng dòch vuï môùi vôùi kieán truùc thoâng minh phaân taùn Chieán löôïc phaùt trieån môùi Hình 2-2 Chieán löôïc phaùt trieån Ñeå thöïc hieän vieäc chuyeån dòch moät caùch thuaän lôïi töø maïng vieãn thoâng hieän coù sang maïng theá heä môùi, vieäc chuyeån dòch phaûi phaân ra laøm ba möùc (ôû hai lôùp : keát noái vaø chuyeån maïch) Tröôùc heát laø chuyeån dòch ôû lôùp truy nhaäp vaø truyeàn daãn. Hai lôùp naøy bao goàm lôùp vaät lyù, lôùp 2 vaø lôùp 3 neáu choïn coâng ngheä IP laøm neàn cho maïng theá heä môùi. Trong ñoù : 3 Coâng ngheä gheùp keânh böôùc soùng quang DWDM seõ chieám lónh ôû lôùp vaät lyù 3 IP/MPLS laøm neàn cho lôùp 3 3 Coâng ngheä ôû lôùp 2 phaûi thoûa maõn: • Caøng ñôn giaûn caøng toát • Toái öu trong truyeàn taûi goùi döõ lieäu BAØI GIAÛNG NGN Chöông 2: Caáu truùc NGN - 23 - • Khaû naêng giaùm saùt chaát löôïng, giaùm saùt loãi vaø baûo veä, khoâi phuïc maïng khi coù söï coá phaûi tieâu chuaån hôn cuûa coâng ngheä SDH/SONET 3 Hieän taïi coâng ngheä RPT (Resilient Packet Transport) ñang phaùt trieån nhaèm ñaùp öùng caùc chæ tieâu naøy. Xaây döïng maïng truy nhaäp baêng roäng (nhö ADSL, LAN, modem caùp,) ñeå coù theå cung caáp phöông thöùc truy nhaäp baêng roäng höôùng ñeán phaân nhoùm cho thueâ bao, cho pheùp truy nhaäp vôùi toác ñoä cao hôn. Hieän nay, vieäc xaây döïng maïng con thoâng minh ñang ñöôïc trieån khai moät caùch toaøn dieän, ñieàu ñoù cuõng coù nghóa laø vieäc chuyeån dòch sang maïng NGN ñaõ baét ñaàu. Thöù hai laø chuyeån dòch maïng ñöôøng daøi (maïng truyeàn daãn). Söû duïng coång maïng trung keá tích hôïp hoaëc ñoäc laäp, chuyeån ñeán maïng IP hoaëc ATM, roài söû duïng chuyeån maïch meàm ñeå ñieàu khieån luoàng vaø cung caáp dòch vuï. Söû duïng phöông thöùc naøy coù theå giaûi quyeát vaán ñeà taét ngheõn trong chuyeån maïch keânh. Maïng loõi IP Hieän taïi Caùc maïng dòch vuï rieâng leû Töông lai Maïng ña dòch vuï Dòch vuï PSTN/ISDN Cellular PLMN CATV Lieân maïng treân cô sôû IP Ñieàu khieån vaø quaûn lyù caùc dòch vuï truy nhaäp Content Caùc maïng truy nhaäp, truyeàn daãn, chuyeån maïch rieâng leû Media Gateway Wireline Access Wireless Access Cable Access Data/IP Network Hình 2-3 Söï hoäi tuï giöõa caùc maïng BAØI GIAÛNG NGN Chöông 2: Caáu truùc NGN - 24 - ]  So saùnh coâng ngheä maïng hieän taïi vaø töông lai : Thaønh phaàn maïng Coâng ngheä hieän taïi Coâng ngheä töông lai Maïng truy nhaäp - Caùp xoaén baêng heïp - Truyeàn hình caùp soá vaø töông töï chuyeân duïng - GSM khoâng daây - Caùp quang - Caùp xoaén baêng heïp - GSM khoâng daây - Truyeàn hình caùp soá vaø töông töï chuyeân duïng - Caùp quang - Caùp xoaén baêng roäng - Modem caùp - IP qua veä tinh - Ethernet Chuyeån maïch vaø ñònh tuyeán - Toång ñaøi PSTN - Chuyeån maïch ATM - Chuyeån maïch Frame Relay - Ñònh tuyeán IP - Ñònh tuyeán IP - Chuyeån maïch quang Maïng truyeàn daãn ñöôøng truïc - PDH - SDH - DWDM Cuøng vôùi söï tieán hoùa ôû lôùp truy nhaäp vaø truyeàn daãn, chöùc naêng chuyeån maïch cuûa toång ñaøi ôû lôùp ñieàu khieån ñöôïc thay theá baèng moät phaàn meàm chuyeån maïch thoâng minh goïi laø Softswitch (hay Call Agent) : BAØI GIAÛNG NGN Chöông 2: Caáu truùc NGN - 25 - K ho ái c hu ye ån m aïc h Dòch vuï, öùng duïng vaø caùc ñaëc tính (Trung taâm quaûn lyù, cung caáp, döï phoøng) Chuyeån maïch meàm (Trung taâm ñieàu khieån cuoäc goïi) Phaàn cöùng truyeàn daãn Chuyeån maïch meàmChuyeån maïch keânh ÖÙng duïng vaø dòch vuï Ñieàu khieån cuoäc goïi vaø chuyeån maïch Phaàn cöùng truyeàn daãn _ Nhaø cung caáp ñöa ra taát caû caùc giaûi phaùp trong moät khoái chuyeån maïch duy nhaát : Phaàn cöùng, phaàn meàn maø caùc trình öùng duïng _ Khaùch haøng phuï thuoäc nhaø cung caáp : khoâng coù ñoåi môùi, chi phí vaän haønh vaø baûo döôõng cao _ Caùc giaûi phaùp ñöa ra töø nhieàu nhaø cung caáp, ôû nhieàu möùc ñoä khaùc nhau vôùi nhieàu saûn phaåm nguoàn môû theo chuaån . _ Khaùch haøng töï do choïn löïa nhöõng saûn phaåm toát nhaát ñeå xaây döïng töøng lôùp maïng trong heä thoáng. Caùc chuaån môû cho pheùp môû roäng vaø giaûm chi phí. APIsOpen Protocols APIsOpen Protocols MGCP ISUP/ SCTP RTP RTP SIP MGCP MGCP Internet Hình 2- 4 Hoaït ñoäng cuûa chuyeån maïch meàm trong NGN Thöù ba laø maïng chuyeån dòch maïng noäi haït. Toång ñaøi ñieän thoaïi coù raát nhieàu giaù maùy vaø nhieàu döõ lieäu dòch vuï thoaïi noäi haït, khoâng chæ ñaàu tö lôùn maø vieäc caûi taïo cuõng seõ raát khoù khaên. Coù theå duøng thieát bò toång hôïp truy nhaäp baêng roäng, coù dung löôïng lôùn, thay theá giaù maùy thueâ bao hieän coù, duøng coång maïng truy nhaäp toác ñoä cao ñeán maïng IP, nhaèm naâng caáp chuyeån BAØI GIAÛNG NGN Chöông 2: Caáu truùc NGN - 26 - maïch meàm vaø boä phuïc vuï öùng duïng, baûo ñaûm cho dòch vuï thoaïi noäi haït vaø dòch vuï IP. 2. Söï tieán hoùa töø caùc maïng hieän coù leân NGN  Söï phaùt trieån töø PSTN leân NGN Thoaïi luoân laø dòch vuï ñöôïc xeùt ñeán haøng ñaàu trong quaù trình xaây döïng maïng. Do ñoù, ôû ñaây ta xem xeùt moät minh hoïa veà söï chuyeån dòch thoaïi töø PSTN sang NGN . Maïng PSTN hieän taïi : PSTN PBX SS7 POTS POTS RDT PRI/E1 / T1 GR. 303 IMT A- link Class 4/5 Switch Phaùt trieån leân NGN : PSTN PBX SS7 POTS RDT PRI/E1 / T1 GR. 303 IMT Media Server Sinaling gateway Trunk gateway Access gateway Residental gateway MGC A-link VoPacket BAØI GIAÛNG NGN Chöông 2: Caáu truùc NGN - 27 -  Ñoái vôùi caùc maïng dòch vuï khaùc : IP N e tw o rk W ire le ss N e tw o rk S S 7 C a ùc S e rv e r d òch v u ï v a ø q u a ûn ly ù S o ftsw itch x D S L , m o d e m ca ùp , E th e rn e t In te rn e t S G W M G M G G E , M A N M G Töø nhöõng phaân tích treân, chuùng ta xaây döïng söï tieán hoùa baèng sô ñoà lôùp chöùc naêng cuûa caùc maïng : • Maïng hieän taïi : IP/ MPLS TDM WDM/ DWDM/ Sôïi quang SDH/ SONET GE Th oa ïi C aùc ö ùng d uïn g In te rn et Th oa ïi D öõ lie äu D öõ lie äu ATM/FR IP Th oa ïi C aùc ö ùng d uïn g In te rn et V id eo C aùc ö ùng d uïn g In te rn et IP GE : Gigabit Ethenet BAØI GIAÛNG NGN Chöông 2: Caáu truùc NGN - 28 - • Maïng trong töông lai gaàn: IP/ MPLS TDM DWDM PDH,SDH/ SONET GE Th oa ïi C aùc ö ùng d uïn g In te rn et Th oa ïi D öõ lie äu D öõ lie äu ATM/FR IP Th oa ïi C aùc ö ùng d uïn g In te rn et V id eo C aùc ö ùng d uïn g In te rn et IP SDH/ SONET, GE IP/MPLS RPT Th oa ïi C aùc ö ùng d uïn g In te rn et V id eo C aùc ö ùng d uïn g m ôùi D öõ lie äu G ia ûi t rí • Maïng töông lai: IP/ MPLS, keát noái döïa treân neàn IP (IP Internetworking) DWDM RPT Th oa ïi C aùc ö ùng d uïn g In te rn et G ia ûi t rí D öõ lie äu C aùc ö ùng d uïn g m ôùi V id eo Lôùp ñieàu khieån Lôùp media BAØI GIAÛNG NGN Chöông 2: Caáu truùc NGN - 29 -  Söï phaùt trieån cuûa maïng höõu tuyeán döïa treân coâng ngheä IP : PBX SS7 PBX CO CO Truyeàn thoáng Sofswitch SS7 Softswitch VoPacket CO CO PBX PBX Gateway switch Gateway switch Con ñöôøng phaùt trieån cuûa caùc maïng hieän taïi laø taïo ra moät maïng chuyeån maïch goùi beân caïnh maïng PSTN ñeå hoã trôï thoaïi cuõng nhö soá lieäu, vaø caáu hình ñeå vaän haønh nhö moät chuyeån maïch quaù giang khaùc. Ñeå laøm ñöôïc vieäc naøy, ñieàu caàn thieát ñoái vôùi maïng chuyeån maïch goùi laø phaûi truyeàn thoâng ñöôïc vôùi PSTN nhôø söû duïng baùo hieäu SS7. Truy caäp toác ñoä cao seõ qua caùc coâng ngheä DSL (Digital Subcriber Line), caùc modem caùp, caùc ñaàu cuoái di ñoäng vaø voâ tuyeán baêng roäng. Tuy nhieân truyeàn daãn quang DWDM, PON (Passive Optical Network) seõ laø xu theá phaùt trieån cuûa töông lai. Thoaïi laø yeáu toá quyeát ñònh trong söï phaùt trieån sang caùc maïng ña dòch vuï. Moät soá löôïng lôùn caùc thieát bò ñang xuaát hieän treân thò tröôøng ñeå hoä trôï ñieän thoaïi treân caùc maïng IP. Caùc thieát bò naøy vöøa phuïc vuï cho tö gia khaùch haøng vöøa cho caùc maïng höõu tuyeán. Coù moät söùc naëng ñaèng sau yù kieán cho laø IP laø choïn löïa taát yeáu cho töông lai. Caùc coång VoIP quy moâ doanh nghieäp vöøa môùi ñöôïc ñöa vaøo hoaït ñoäng vaø caùc nhaø khai thaùc ñaõ coù caùc maïng IP toaøn caàu, trong ñoù coù caû nhaø khai thaùc cuûa Chaâu AÙ. BAØI GIAÛNG NGN Chöông 2: Caáu truùc NGN - 30 - Taäp ñoaøn ITXC ( Internet Telephony Exchange Carrier) ñaõ coù moät thoûa thuaän vôùi Vieãn Thoâng Nhaät Baûn ( Telecom Japan) ñeå keát cuoái löu löôïng vaø caùc nuùt quoác teá cuûa hoï taïi nhieàu nöôùc Chaâu AÙ. Coâng ty VIP Calling coù nhieàu nuùt taïi Chaâu AÙ, keå caû moät nuùt vöøa ñöôïc thoâng baùo ôû Ñaøi Loan. Coâng ty Singtel ñang cung caáp moät tuyeán keát noái töø Singapore tôùi Trung Quoác vaø Trung Quoác ñaõ tieán haønh thöû nghieäm vôùi ñieän thoaïi Internet, qua ñoù thaáy raèng noù ñöôïc söû duïng cho caùc cuoäc goïi noäi ñòa nhieàu hôn quoác teá. VSNL ôû AÁn Ñoä cuõng ñang tieán haønh thöû nghieäm vôùi ñieän thoaïi Internet nhöng thu ñöôïc chaát löôïng thoaïi keùm vì thieáu dung löôïng ñöôøng truïc quoác teá. Caùc dòch vuï VoIP seõ baét ñaàu ñöôïc söû duïng roäng raõi ôû Hoàng Koâng töø 1/1/2000 khi chaám döùt söï ñoäc quyeàn cuûa HongKong Telecom. Nhieàu nhaø khai thaùc ñieän thoaïi Internet khaùc ñang chuaån bò dòch vuï ôû Nhaät Baûn, Haøn Quoác, Ñaøi Loan, Hoàng Koâng vaø Thaùi Lan. Ñeå cung caáp truy nhaäp toác ñoä cao, caùc modem caùp hieän nay ñöôïc trieån khai roäng raõi taïi Myõ, vaø ADSL ñang ñöôïc trieån khai taïi nhieàu thaønh phoá cuûa Myõ. Nhöõng coâng ngheä naøy cuõng baét ñaàu phaùt trieån ôû Chaâu AÂu, Chaâu AÙ, ñaëc bieät laø Trung Quoác, nôi maïng truyeàn hình caùp ñaõ tôùi nhieàu gia ñình hôn caû PSTN. Trung Quoác ñaõ thoâng baùo chuyeån sang ñieän thoaïi IP, coi ñoù laø cô sôû maïng töông lai cuûa hoï. Caùc heä thoáng truy nhaäp voâ tuyeán baêng roäng cuõng ñang ñöôïc hoaïch ñònh ñeå caøi ñaët qua caùc heä thoáng “caùp voâ tuyeán” ôû nhieàu vuøng Chaâu AÙ vaø haõng Sony ñaõ coâng boá keá hoaïch trieån khai moät maïng voâ tuyeán baêng roäng ôû Nhaät Baûn trong voøng ba naêm tôùi ñaây. Vieät Nam ñaõ coù keá hoaïch xaây döïng maïng theá heä môùi. Theo caáu hình vaø toå chöùc khai thaùc maïng döïa treân ñòa baøn haønh chính hieän nay cuûa maïng Vieãn thoâng Vieät Nam, chaát löôïng dòch vuï vieãn thoâng ñöôïc cung caáp seõ bò aûnh höôûng. Vì vaäy, vieäc cung caáp caùc dòch vuï Vieãn thoâng vaø toå chöùc khai maïng döïa treân soá löôïng thueâ bao theo vuøng ñòa lyù, nhu caàu phaùt trieån dòch vuï vaø toå chöùc theo cuøng löu löôïng ñaõ ñöôïc ñeà xuaát . Tuy nhieân, loä trình vaãn chöa theå coâng boá. 3. Keát luaän Xu höôùng phaùt trieån maïng Vieãn thoâng theo caáu truùc maïng theá heä môùi laø xu höôùng chung treân theá giôùi. Moãi quoác gia, moãi nhaø khai thaùc phaûi choïn moät caùch ñi, moät loä trình phuø hôïp vôùi tình hình thöïc teá maïng cuûa mình. Khoâng chæ ôû Vieät Nam, nhieàu nöôùc treân theà giôùi, do ñaëc ñieåm ñòa lyù, kinh teá, vaên hoùa, xaõ hoäi ôû töøng vuøng maø nhu caàu phaùt trieån dòch vuï vieãn thoâng ôû caùc vuøng trong toaøn quoác laø khaùc nhau. Coù söï cheânh leäch khaù lôùn BAØI GIAÛNG NGN Chöông 2: Caáu truùc NGN - 31 - giöõa nhu caàu vaø khaû naêng phaùt trieån dòch vuï, khaû naêng thu hoài voán ñaàu tö maïng vieãn thoâng giöõa caùc vuøng trong caû nöôùc, ñaëc bieät laø giöõa caùc ñoâ thò vaø caùc caùc vuøng noâng thoân mieàn nuùi. Maët khaùc, vôùi tính chaát truyeàn thoâng khoâng chæ laø moät ngaønh kinh doanh ñôn thuaàn maø coøn mang yù nghóa saâu saéc veà chính trò, xaõ hoäi, an ninh quoác gia, ñaëc bieät trong neàn kinh teá tri thöùc vaø xu theá môû cöûa hoäi nhaäp. Do nhöõng ñaëc ñieåm naøy, ôû nhieàu quoác gia, vieäc toå chöùc maïng döïa treân soá löôïng thueâ bao theo vuøng ñòa lyù vaø nhu caàu phaùt trieån dòch vuï, khoâng toå chöùc theo ñòa baøn haønh chính maø toå chöùc theo vuøng löu löôïng. Trong quaù trình xaây döïng vaø toå chöùc maïng phaïm vi giöõa caùc lôùp, vieäc keát noái giöõa caùc thaønh phaàn maïng ñöôïc xaùc ñònh vaø phaân ñònh roõ raøng traùch nhieäm vaø quyeàn lôïi cuûa caùc nhaø kinh doanh dòch vuï (cung caáp dòch vuï) vaø caùc nhaø kinh doanh maïng ( cung caáp keát noái), nhaèm ñaûm baûo tính caïnh tranh laønh maïnh ñeå cuøng phaùt trieån, ñoàng thôøi giöõ vöõng vai troø chuû ñaïo cuûa Nhaø nöôùc nhaèm ñaûm baûo an toaøn thoâng tin, goùp phaàn giöõ vöõng an ninh chính trò, xaõ hoäi vaø phaùt trieån kinh teá treân toaøn quoác. Maïng Vieãn thoâng Vieät Nam maø noàng coát laø maïng vieãn thoâng cuûa toång coâng ty BCVT VN ñaõ ñöôïc soá hoùa hoaøn toaøn veà caû truyeàn daãn laãn chuyeån maïch vôùi caùc thieát bò coâng ngheä môùi, hieän ñaïi treân toaøn quoác, cuøng vôùi maïng thueâ bao roäng lôùn vaø nhieàu ñieåm cung caáp dòch vuï, laø moät thuaän lôïi lôùn trong quaù trình phaùt trieån tieán tôùi caáu truùc maïng theá heä môùi cung caáp ña dòch vuï, ña phöông tieän, chaát löôïng cao. II. CAÁU TRUÙC LUAÄN LYÙ (CAÁU TRUÙC CHÖÙC NAÊNG) CUÛA MAÏNG NGN Cho ñeán nay, maïng theá heä sau vaãn laø xu höôùng phaùt trieån môùi meû, chöa coù moät khuyeán nghò chính thöùc naøo cuûa Lieân minh Vieãn thoâng theá giôùi ITU veà caáu truùc cuûa noù. Nhieàu haõng vieãn thoâng lôùn ñaõ ñöa ra moâ hình caáu truùc maïng theá heä môùi nhö Alcatel, Ericssion, Nortel, Siemens, Lucent, NEC, Beân caïnh vieäc ñöa ra nhieàu moâ hình caáu truùc maïng NGN khaùc nhau vaø keøm theo laø caùc giaûi phaùp maïng cuõng nhö nhöõng saûn phaåm thieát bò môùi khaùc nhau. Caùc haõng ñöa ra caùc moâ hình caáu truùc töông ñoái roõ raøng vaø caùc giaûi phaùp maïng khaù cuï theå laø Alcatel, Siemens, Ericsions. Nhìn chung töø caùc moâ hình naøy, caáu truùc maïng môùi coù ñaëc ñieåm chung laø bao goàm caùc lôùp chöùc naêng sau : - Lôùp neát noái (Access + Transport/ Core) BAØI GIAÛNG NGN Chöông 2: Caáu truùc NGN - 32 - - Lôùp trung gian hay lôùp truyeàn thoâng (Media) - Lôùp ñieàu khieån (Control) - Lôùp quaûn lyù (Management) Trong caùc lôùp treân, lôùp ñieàu khieån hieän nay ñang raát phöùc taïp vôùi nhieàu loaïi giao thöùc, khaû naêng töông thích giöõa caùc thieát bò cuûa haõng laø vaán ñeà ñang ñöôïc caùc nhaø khai thaùc quan taâm. 1. Moâ hình phaân lôùp chöùc naêng cuûa maïng NGN Lôùp truy nhaäp vaø truyeàn daãn Lôùp quaûn lyù Lôùp ñieàu khieån Lôùp truyeàn thoâng Hình 2- 5 Caáu truùc maïng theá heä sau (goùc ñoä maïng) Xem xeùt töø goùc ñoä kinh doanh vaø cung caáp dòch vuï thì moâ hình caáu truùc maïng theá heä sau coøn coù theâm lôùp öùng duïng dòch vuï. Trong moâi tröôøng phaùt trieån caïnh tranh thì seõ coù raát nhieàu thaønh phaàn tham gia kinh doanh trong lôùp öùng duïng dòch vuï. Lôùp truy nhaäp vaø truyeàn daãn Lôùp quaûn lyù Lôùp ñieàu khieån Lôùp truyeàn thoâng Lôùp öùng duïng Giao dieän môû API Giao dieän môû API Giao dieän môû API Hình 2- 6 Caáu truùc maïng vaø dòch vuï NGN (goùc ñoä dòch vuï) Vôùi API : Application Program Interface. BAØI GIAÛNG NGN Chöông 2: Caáu truùc NGN - 33 - 2. Phaân tích Lôùp truy nhaäp vaø truyeàn daãn Lôùp truyeàn thoâng Lôùp ñieàu khieån Lôùp öùng duïng Router Switch - Router Media Gateway Softswitch hay Media Gateway Controller Caùc server öùng duïng Caùc doanh nghieäp lôùn Caùc coâng ty nhoû/ vaên phoøng taïi gia,... Khaùch haøng taïi nhaø/ Vuøng daân cö Thueâ bao di ñoäng Hình 2-7 Caáu truùc luaän lyù cuûa maïng NGN Kieán truùc maïng NGN söû duïng chuyeån maïch goùi cho caû thoaïi vaø döõ lieäu. Noù phaân chia caùc khoái vöõng chaéc cuûa toång ñaøi hieän nay thaønh caùc lôùp maïng rieâng leõ, caùc lôùp naøy lieân keát vôùi nhau qua caùc giao dieän môû tieâu chuaån. Söï thoâng minh cuûa xöû lyù cuoäc goïi cô baûn trong chuyeån maïch cuûa PSTN thöïc chaát laø ñaõ ñöôïc taùch ra töø phaàn cöùng cuûa ma traän chuyeån maïch. Baây giôø, söï thoâng minh aáy naèm trong moät thieát bò taùch rôøi goïi laø chuyeån maïch meàm (softswitch) cuõng ñöôïc goïi laø moät boä ñieàu khieån coång truyeàn thoâng (Media Gateway Controller) hoaëc laø moät taùc nhaân cuoäc goïi (Call Agent), ñoùng vai troø phaàn töû ñieàu khieån trong kieán truùc maïng môùi. Caùc giao dieän môû höôùng tôùi caùc öùng duïng maïng thoâng minh (IN- Intelligent Network) vaø caùc server öùng duïng môùi taïo ñieàu kieän deã daøng cho vieäc nhanh choùng cung caáp dòch vuï vaø ñaûm baûo ñöa ra thò tröôøng trong thôøi gian ngaén. Taïi lôùp truyeàn thoâng, caùc coång ñöôïc ñöa vaøo söû duïng ñeå laøm thích öùng thoaïi vaø caùc phöông tieän khaùc vôùi maïng chuyeån maïch goùi. Caùc media gateway naøy ñöôïc söû duïng ñeå phoái gheùp hoaëc vôùi thieát bò ñaàu cuoái cuûa khaùch haøng (RGW- Residental Gateway), vôùi caùc maïng truy nhaäp (AGW- Access Gateway) hoaëc vôùi maïng PSTN (TGW- Trunk Access). Caùc server phöông tieän ñaëc bieät raát nhieàu chöùc naêng khaùc nhau, chaúng haïn nhö cung BAØI GIAÛNG NGN Chöông 2: Caáu truùc NGN - 34 - caáp caùc aâm quay soá hoaëc thoâng baùo. Ngoaøi ra, chuùng coøn coù caùc chöùc naêng tieân tieán hôn nhö : traû lôøi baèng tieáng noùi töông taùc vaø bieán ñoåi vaên baûn sang tieáng noùi hoaëc tieáng noùi sang vaên baûn. Caùc giao dieän môû cuûa kieán truùc môùi naøy cho pheùp caùc dòch vuï môùi ñöôïc giôùi thieäu nhanh choùng. Ñoàng thôøi chuùng cuõng taïo thuaän tieän cho vieäc giôùi thieäu caùc phöông thöùc kinh doanh môùi baèng caùch chia taùch chuoãi giaù trò truyeàn thoáng hieän taïi thaønh nhieàu dòch vuï coù theå do caùc haõng khaùc nhau cung caáp. Heä thoáng chuyeån maïch NGN ñöôïc phaân thaønh boán lôùp rieâng bieät thay vì tích hôïp thaønh moät heä thoáng nhö coâng ngheä chuyeån maïch keânh hieän nay : lôùp öùng duïng, lôùp ñieàu khieån, lôùp truyeàn thoâng, lôùp truy nhaäp vaø truyeàn taûi. Caùc giao dieän môû coù söï taùch bieät giöõa dòch vuï vaø truyeàn daãn cho pheùp caùc dòch vuï môùi ñöôïc ñöa vaøo nhanh choùng, deã daøng; nhöõng nhaø khai thaùc coù theå choïn löïa caùc nhaø cung caáp thieát bò toát nhaát cho töøng lôùp trong moâ hình maïng NGN. 2.1 Lôùp truyeàn daãn vaø truy nhaäp ™ Phaàn truyeàn daãn - Lôùp vaät lyù : Truyeàn daãn quang vôùi kyõ thuaät gheùp keânh böôùc soùng quang DWDM seõ ñöôïc söû duïng. - Lôùp 2 vaø lôùp 3 : Ô Truyeàn daãn treân maïng loõi (core network) döïa vaøo kyõ thuaät goùi cho taát caû caùc dòch vuï vôùi chaát löôïng dòch vuï QoS tuøy yeâu caàu cho töøng loaïi dòch vuï. Ô ATM hay IP/MPLS coù theå ñöôïc söû duïng laøm neàn cho truyeàn daãn treân maïng loõi ñeå ñaûm baûo QoS. Ô Maïng loõi coù theå thuoäc maïng MAN hay maïng ñöôøng truïc Ô Caùc router söû duïng ôû bieân maïng loõi khi löu löôïng lôùn, ngöôïc laïi, khi löu löôïng thaáp, switch – router coù theå ñaûm nhaän luoân chöùc naêng cuûa nhöõng router naøy. - Thaønh phaàn : Ô Caùc nuùt chuyeån maïch/ Router (IP/ATM hay IP/MPLS), caùc chuyeån maïch keânh cuûa maïng PSTN, caùc khoái chuyeån maïch PLM nhöng ôû maïng ñöôøng truïc, kyõ thuaät truyeàn taûi chính laø IP hay IP/ATM. Ô Coù caùc heä thoáng chuyeån maïch, heä thoáng ñònh tuyeán cuoäc goïi. BAØI GIAÛNG NGN Chöông 2: Caáu truùc NGN - 35 - - Chöùc naêng : Lôùp truyeàn taûi trong caáu truùc maïng NGN bao goàm caû chöùc naêng truyeàn daãn vaø chöùc naêng chuyeån maïch. Lôùp truyeàn daãn coù khaû naêng hoã trôï caùc möùc QoS khaùc nhau cho cuøng moät dòch vuï vaø cho caùc dòch vuï khaùc nhau. Noù coù khaû naêng löu tröõ laïi caùc söï kieän xaûy ra treân maïng (kích thöôùc goùi, toác ñoä goùi, ñoä trì hoaõn, tyû leä maát goùi vaø Jitter cho pheùp, ñoái vôùi maïng chuyeån maïch goùi; baêng thoâng, ñoä trì hoaõn ñoái vôùi maïng chuyeån maïch keânh TDM). Lôùp öùng duïng seõ ñöa ra caùc yeâu caàu veà naêng löïc truyeàn taûi vaø noù seõ thöïc hieän caùc yeâu caàu ñoù. ™ Phaàn truy nhaäp : - Lôùp vaät lyù : Ô Höõu tuyeán : Caùp ñoàng, xDSL hieän ñang söû duïng. Tuy nhieân trong töông lai truyeàn daãn quang DWDM, PON (Passive Optical Network) seõ daàn daàn chieám öu theá vaø thò tröôøng xDSL, modem caùp daàn daàn thu heïp laïi. Ô Voâ tuyeán : thoâng tin di ñoäng - coâng ngheä GSM hoaëc CDMA, truy nhaäp voâ tuyeán coá ñònh, veä tinh. - Lôùp 2 vaø lôùp 3 : Coâng ngheä IP seõ laøm neàn cho maïng truy nhaäp. - Thaønh phaàn : Ô Phaàn truy nhaäp goàm caùc thieát bò truy nhaäp ñoùng vai troø giao dieän ñeå keát noái caùc thieát bò ñaàu cuoái vaøo maïng qua heä thoáng maïng ngoaïi vi caùp ñoàng, caùp quang hoaëc voâ tuyeán. Ô Caùc thieát bò truy nhaäp tích hôïp IAD. Thueâ bao coù theå söû duïng moïi kyõ thuaät truy nhaäp (töông töï, soá, TDM, ATM, IP,) ñeå truy nhaäp vaøo maïng dòch vuï NGN. - Chöùc naêng : Nhö teân goïi, lôùp truy nhaäp cung caáp caùc keát noái giöõa thueâ bao ñaàu cuoái vaø maïng ñöôøng truïc ( thuoäc lôùp truyeàn daãn) qua coång giao tieáp MGW thích hôïp. Maïng NGN keát noái vôùi haàu heát caùc thieát bò ñaàu cuoái chuaån vaø khoâng chuaån nhö caùc thieát bò truy xuaát ña dòch vuï, ñieän thoaïi IP, maùy tính PC, toång ñaøi noäi boä PBX, ñieän thoaïi POTS, ñieän thoaïi soá BAØI GIAÛNG NGN Chöông 2: Caáu truùc NGN - 36 - ISDN, di ñoäng voâ tuyeán, di ñoäng veä tinh, voâ tuyeán coá ñònh, VoDSL, VoIP, 2.2 Lôùp truyeàn thoâng - Thaønh phaàn : Thieát bò ôû lôùp truyeàn thoâng laø caùc coång truyeàn thoâng (MG– Media Gateway) bao goàm : Ô Caùc coång truy nhaäp : AG (Access Gateway) keát noái giöõa maïng loõi vôùi maïng truy nhaäp, RG (Residental gateway) keát noái maïng loõi vôùi maïng thueâ bao taïi nhaø. Ô Caùc coång giao tieáp : TG (Trunking Gateway) keát noái giöïa maïng loõi vôùi maïng PSTN/ISDN, WG (Wireless Gateway) keát noái maïng loõi vôùi maïng di ñoäng,... - Chöùc naêng : Lôùp truyeàn thoâng coù khaû naêng töông thích caùc kyõ thuaät truy nhaäp khaùc vôùi kyõ thuaät chuyeån maïch goùi IP hay ATM ôû maïng ñöôøng truïc. Hay noùi caùch khaùc, lôùp naøy chòu traùch nhieäm chuyeån ñoåi caùc loaïi moâi tröôøng ( chaúng haïn nhö PSTN, FramRelay, LAN, voâ tuyeán,) sang moâi tröôøng truyeàn daãn goùi ñöôïc aùp duïng treân maïng loõi vaø ngöôïc laïi. Nhôø ñoù, caùc nuùt chuyeån maïch (ATM + IP) vaø caùc heä thoáng truyeàn daãn seõ thöïc hieän chöùc naêng chuyeån maïch, ñònh tuyeán cuoäc goïi giöõa caùc thueâ bao cuûa lôùp truy nhaäp döôùi söï ñieàu khieån cuûa caùc thieát bò thuoäc lôùp ñieàu khieån. 2.3 Lôùp ñieàu khieån - Thaønh phaàn Lôùp ñieàu khieån bao goàm caùc heä thoáng ñieàu khieån maø thaønh phaàn chính laø Softswitch coøn goïi laø Media Gateway Controller hay Call Agent ñöôïc keát noái vôùi caùc thaønh phaàn khaùc ñeå keát noái cuoäc goïi hay quaûn lyù ñòa chæ IP nhö : SGW ( Signaling Gateway), MS (Media Sever), FS (Feature Server), AS (Application Server). BAØI GIAÛNG NGN Chöông 2: Caáu truùc NGN - 37 - Maïng IP Maïng khaùc MGC / call Agent Media Server Media gateway Signaling Gateway Feature Server Maïng vieãn thoâng SS7 Softswitch IBM Compatible 1 2 3 4 5 6 7 8 9 * 8 # Hình 2-8 Caùc thaønh phaàn cuûa Softswitch Theo MSF (MutiService Switching Forum), lôùp ñieàu khieån caàn ñöôïc toå chöùc theo kieåu module vaø coù theå bao goàm moät soá boä ñieàu khieån ñoäc laäp. Ví duï coù caùc boä ñieàu khieån rieâng cho caùc dòch vuï : thoaïi / baùo hieäu soá 7, ATM / SVC, IP/MPLS, BAØI GIAÛNG NGN Chöông 2: Caáu truùc NGN - 38 - Boä ñieàu khieån IP/ MPLS Boä ñieàu khieån ATM/ SVC Boä ñieàu khieån Voice/SS7 ... TCP/IP VoiceVideo TDM FR ATM ... Lôùp media Softswitch Lôùp öùng duïng Caùc server ñaëc tính, Server öùng duïng,... Caùc giao thöùc, giao dieän môû, API baùo hieäu/ IN tieâu chuaån Lôùp ñieàu khieån Caùc giao dieän logic vaø vaät lyù tieâu chuaån Hình 2-9 Caáu truùc maïng chuyeån maïch ña dòch vuï. - Chöùc naêng Lôùp ñieàu khieån coù nhieäm vuï keát noái ñeå cung caáp caùc dòch vuï thoâng suoát töø ñaàu cuoái ñeán ñaàu cuoái vôùi baát kyø loaïi giao thöùc vaø baùo hieäu naøo. Cuï theå , lôùp ñieàu khieån thöïc hieän :  Ñònh tuyeán löu löôïng giöõa caùc khoái chuyeån maïch.  Thieát laäp yeâu caàu, ñieàu chænh vaø thay ñoåi caùc keát noái hoaëc caùc luoàng, ñieàu khieån saép xeáp nhaõn (label mapping) giöõa caùc giao dieän coång.  Phaân boå löu löôïng vaø caùc chæ tieâu chaát löôïng ñoái vôùi moãi keát noái (hay moãi luoàng) vaø thöïc hieän giaùm saùt ñieàu khieån ñeå ñaûm baûo QoS.  Baùo hieäu ñaàu cuoái töø caùc trung keá, caùc coång trong keát noái vôùi lôùp media. Thoáng keâ vaø ghi laïi caùc thoâng soá veà chi tieát cuoäc goïi, ñoàng thôøi thöïc hieän caùc caûnh baùo.  Thu nhaän thoâng tin baùo hieäu töø caùc coång vaø chuyeån thoâng tin naøy ñeán caùc thaønh phaàn thích hôïp trong lôùp ñieàu khieån. BAØI GIAÛNG NGN Chöông 2: Caáu truùc NGN - 39 -  Quaûn lyù vaø baûo döôõng hoaït ñoäng cuûa caùc tuyeán keát noái thuoäc phaïm vi ñieàu khieån. Thieát laäp vaø quaûn lyù hoaït ñoäng cuûa caùc luoàng yeâu caàu ñoái vôùi chöùc naêng dòch vuï trong maïng. Baùo hieäu vôùi caùc thaønh phaàn ngang caáp. Caùc chöùc naêng quaûn lyù, chaêm soùc khaùch haøng cuõng ñöôïc tích hôïp trong lôùp ñieàu khieån. Nhôø caùc giao dieän môû neân coù söï taùch bieät giöõa dòch vuï vaø truyeàn daãn, ñieàu naøy cho pheùp caùc dòch vuï môùi ñöôïc ñöa vaøo nhanh choùng vaø deã daøng. 2.4 Lôùp öùng duïng - Thaønh phaàn : Lôùp öùng duïng goàm caùc nuùt thöïc thi dòch vuï SEN (Service Excution Node), thöïc chaát laø caùc server dòch vuï cung caáp caùc öùng duïng cho khaùch haøng thoâng qua lôùp truyeàn taûi. - Chöùc naêng : Lôùp öùng duïng cung caáp caùc dòch vuï coù baêng thoâng khaùc nhau vaø ôû nhieàu möùc ñoä. Moät soá loaïi dòch vuï seõ thöïc hieän laøm chuû vieäc thöïc hieän ñieàu khieån logic cuûa chuùng vaø truy nhaäp tröïc tieáp tôùi lôùp öùng duïng, coøn moät soá dòch vuï khaùc seõ ñöôïc ñieàu khieån töø lôùp ñieàu khieån nhö dòch vuï thoaïi truyeàn thoáng. Lôùp öùng duïng lieân keát vôùi lôùp ñieàu khieån thoâng qua caùc giao dieän môû API. Nhôø ñoù maø caùc nhaø cung caáp dòch vuï coù theå phaùt trieån caùc öùng duïng vaø trieån khai nhanh choùng treân caùc dòch vuï maïng. Moät soá ví duï veà caùc loaïi öùng duïng dòch vuï ñöôïc ñöa ra sau ñaây:  Caùc dòch vuï thoaïi  Caùc dòch vuï thoâng tin vaø noäi dung  VPN cho thoaïi vaø soá lieäu  Video theo yeâu caàu  Nhoùm caùc dòch vuï ña phöông tieän  Thöông maïi ñieän töû  Caùc troø chôi treân maïng thôøi gian thöïc.  BAØI GIAÛNG NGN Chöông 2: Caáu truùc NGN - 40 - 2.5 Lôùp quaûn lyù Lôùp quaûn lyù laø moät lôùp ñaëc bieät xuyeân suoát caùc lôùp töø lôùp keát noái cho ñeán lôùp öùng duïng. Taïi lôùp quaûn lyù, ngöôøi ta coù theå trieån khai keá hoaïch xaây döïng maïng giaùm saùt vieãn thoâng TMN, nhö moät maïng rieâng theo doõi vaø ñieàu phoái caùc thaønh phaàn maïng vieãn thoâng ñang hoaït ñoäng. Tuy nhieân caàn phaân bieät caùc chöùc naêng quaûn lyù vôùi caùc chöùc naêng ñieàu khieån. Vì caên baûn NGN seõ döïa treân caùc giao dieän môû vaø cung caáp raát nhieàu loaïi hình dòch vuï trong moät maïng ñôn, cho neân maïng quaûn lyù phaûi laøm vieäc trong moät moâi tröôøng ña nhaø ñaàu tö, ña nhaø khai thaùc, ña dòch vuï. Töø nhöõng phaân tích treân, ta xaây döïng sô ñoà caùc thöïc theå chöùc naêng cuûa maïng NGN: IP (Transport & Transmission) AS-F R-F/A-F MGC-F/CA-F MS-F SG-F Service & Application Call control & Signaling Media IW-F MG-F Hình 2-10 : Caùc thöïc theå chöùc naêng trong NGN AS-F: Application Server Function MS-F: Media Server Function MGC-F: Media Gateway Control Function CA-F: Call Agent Function IW-F: Interworking Function R-F: Routing Function A-F: Accounting Function SG-F: Signaling Gateway Function MG-F: Media Gateway Function BAØI GIAÛNG NGN Chöông 2: Caáu truùc NGN - 41 - Nhieäm vuï cuûa töøng thöïc theå nhö sau: - AS-F: ñaây laø thöïc theå thi haønh caùc öùng duïng neân nhieäm vuï chính laø cung caáp caùc logic dòch vuï vaø thi haønh moät hay nhieàu caùc öùng duïng/dòch vuï. - MS-F: cung caáp caùc dòch vuï taêng cöôøng cho xöû lyù cuoäc goïi. Noù hoaït ñoäng nhö moät server ñeå xöû lyù caùc yeâu caàu töø AS-F hoaëc MGC-F. - MGC-F: cung caáp logic cuoäc goïi vaø tín hieäu baùo hieäu xöû lyù cuoäc goïi cho moät hay nhieàu Media Gateway. - CA-F: laø moät phaàn chöùc naêng cuûa MGS-F. Thöïc theå naøy ñöôïc kích hoaït khi MGC-F thöïc hieän vieäc ñieàu khieån cuoäc goïi. - IW-F: cuõng laø moät phaàn chöùc naêng cuûa MGC-F. Noù ñöôïc kích hoaït khi MGC-F thöïc hieän caùc baùo hieäu giöõa caùc maïng baùo hieäu khaùc nhau. - R-F: cung caáp thoâng tin ñònh tuyeán cho MGC-F. - A-F: cung caáp thoâng tin duøng cho vieäc tính cöôùc. - SG-F: duøng ñeå chuyeån caùc thoâng tin baùo hieäu cuûa maïng PSTN qua maïng IP. - MG-F: duøng ñeå chuyeån thoâng tin töø daïng truyeàn daãn naøy sang daïng truyeàn daãn khaùc. Treân ñaây chæ laø nhöõng chöùc naêng cô baûn nhaát cuûa maïng NGN. Vaø tuøy thuoäc vaøo nhu caàu thöïc teá maø maïng coù theâm nhöõng chöùc naêng khaùc nöõa. BAØI GIAÛNG NGN Chöông 2: Caáu truùc NGN - 42 - III. CAÁU TRUÙC VAÄT LYÙ NGN - Next Gerneration Network – caàn ñöôïc hieåu roõ laø maïng theá heä sau hay maïng theá heä keá tieáp maø khoâng phaûi laø maïng hoaøn toaøn môùi, neân khi xaây döïng vaø phaùt trieån maïng theo xu höôùng NGN, ngöôøi ta chuù yù ñeán vaán ñeà keát noái maïng theá heä sau vôùi maïng hieän haønh vaø taän duïng caùc thieát bò vieãn thoâng hieän coù treân maïng nhaèm ñaït ñöôïc hieäu quaû khai thaùc toái ña. 1. Caáu truùc vaät lyù cuûa maïng NGN IP Network (WDM/SDH/ATM) MPLS, Mutticast Resident gateway GPRS UMTS Wireless Access gateway Wireless gateway DNS Network Management AAA Charging Telephone Users Directory Server Wireless RSVP, Mobile IP, IP Sec LAN GE, MAN PSTN Wireless Digi. TV PC xDSL Trunk gateway MGC Softswich Business/ Residental Users Business Users Mobile Users ISP Appication / Feature Server SS7 Signaling gateway Hình 2-11 - Caáu truùc vaät lyù maïng NGN BAØI GIAÛNG NGN Chöông 2: Caáu truùc NGN - 43 - 2. Caùc thaønh phaàn maïng vaø chöùc naêng SCP AXE DX EWSD ... SG DSLAM AGW TGW DSL PBX GSM PBX MGC MGC SG SIP Server SIP H323 3G UMTS SSG MS RGW PSTN Web Directory ServerAAAIVR Charging ... ISUP E1 analog IDSN 2B+D IDSN 30B+D WGW SOFSWITCH INAP ISUP MGCP/ H248 SIP SIP MGCP/ H248 LD AP RA D IU S RTP RTP RTPRTP ISUP IP/ATM SIP Terminals IP Core (MPLS) MGCP/ H248 Hình 2-12 Caùc thaønh phaàn chính cuûa maïng NGN Trong maïng vieãn thoâng theá heä môùi coù raát nhieàu thaønh phaàn caàn quan taâm, nhöng ôû ñaây ta chæ nghieân cöùu nhöõng thaønh phaàn chính theå hieän roõ neùt söï tieân tieán cuûa NGN so vôùi maïng vieãn thoâng truyeàn thoáng. Cuï theå laø : 1. Media Gateway (MG) 2. Media Gateway Controller (MGC - Call Agent - Softswitch) 3. Signaling Gateway (SG) 4. Media Server (MS) 5. Application Server (Feature Server) BAØI GIAÛNG NGN Chöông 2: Caáu truùc NGN - 44 - 2.1. Media Gateway (MG) Hình 2-13 Caáu truùc cuûa Media Gateway Media Gateway cung caáp phöông tieän ñeå truyeàn taûi thoâng tin thoaïi, döõ lieäu, fax vaø video giöõa maïng goùi IP vaø maïng PSTN. Trong maïng PSTN, döõ lieäu thoaïi ñöôïc mang treân keânh DS0. Ñeå truyeàn döõ lieäu naøy vaøo maïng goùi, maãu thoaïi caàn ñöôïc neùn laïi vaø ñoùng goùi. Ñaëc bieät ôû ñaây ngöôøi ta söû duïng moät boä xöû lyù tín hieäu soá DSP (Digital Signal Processors) thöïc hieän caùc chöùc naêng : chuyeån ñoåi AD (analog to digital), neùn maõ thoaïi/ audio, trieät tieáng doäi, boû khoaûng laëng, maõ hoùa, taùi taïo tính hieäu thoaïi, truyeàn caùc tín hieäu DTMF, ’ Caùc chöùc naêng cuûa moät Media Gateway : - Truyeàn döõ lieäu thoaïi söû duïng giao thöùc RTP (Real Time Protocol). - Cung caáp khe thôøi gian T1 hay taøi nguyeân xöû lyù tín hieäu soá (DSP - Digital Signal Processing) döôùi söï ñieàu khieån cuûa Media Gateway Controller (MGC). Ñoàng thôøi quaûn lyù taøi nguyeân DSP cho dòch vuï naøy. - Hoã trôï caùc giao thöùc ñaõ coù nhö loop-start, ground-start, E&M, CAS, QSIG vaø ISDN qua T1. - Quaûn lyù taøi nguyeân vaø keát noái T1. - Cung caáp khaû naêng thay noùng caùc card T1 hay DSP. BAØI GIAÛNG NGN Chöông 2: Caáu truùc NGN - 45 - - Coù phaàn meàm Media Gateway döï phoøng. - Cho pheùp khaû naêng môû roäng Media Gateway veà: coång(ports), cards, caùc nuùt maø khoâng laøm thay ñoåi caùc thaønh phaàn khaùc. ’ Ñaëc tính heä thoáng : Moät Media Gateway coù caùc ñaëc tính sau : - Laø moät thieát bò vaøo/ra ñaëc hieäu (I/O) - Dung löôïng boä nhôù phaûi luoân ñaûm baûo löu tröõ caùc thoâng tin traïng thaùi, thoâng tin caáu hình, caùc baûn tin MGCP, thö vieän DSP, - Dung löôïng ñóa chuû yeáu söû duïng cho quaù trình ñaêng nhaäp (logging) - Döï phoøng ñaày ñuû giao dieän Ethernet (vôùi maïng IP), môû roäng moät vaøi giao dieän T1/E1 vôùi maïng TDM. - Maät ñoä khoaûng 120 port (DSO’s). - Söû duïng bus H.110 ñeå ñaûm baûo tính linh ñoäng cho heä thoáng noäi boä 2.2. Media Gateway Controller MGC laø ñôn vò chöùc naêng chính cuûa Softswitch. Noù ñöa ra caùc quy luaät xöû lyù cuoäc goïi, coøn MG vaø SG seõ thöïc hieän caùc quy luaät ñoù. Noù ñieàu khieån SG thieát laäp vaø keát thuùc cuoäc goïi. Ngoaøi ra noù coøn giao tieáp vôùi heä thoáng OSS vaø BSS. MGC chính laø chieác caàu noái giöõa caùc maïng coù ñaëc tính khaùc nhau, nhö PSTN, SS7, maïng IP. Noù chòu traùch nhieäm quaûn lyù löu löôïng thoaïi vaø döõ lieäu qua caùc maïng khaùc nhau. Noù coøn ñöôïc goïi laø Call Agent do chöùc naêng ñieàu khieån caùc baûn tin . Moät MGC keát hôïp vôùi MG, SG taïo thaønh caáu hình toái thieåu cho Softswitch. BAØI GIAÛNG NGN Chöông 2: Caáu truùc NGN - 46 - Call Agent Call Agent Trunking Gateway Residental Gateway Sianalling Gateway Appl. Server CO Swicth SCPSCP STP STP CO Swicth ... ... Signaling Layer Transport Layer Softphone MGCP/ MEGACO RTP SIP SIGTRAN SS7 TCAP ISUP/ TCAP SIP-TSI Hình 2-14 Caáu truùc cuûa SoftSwitch ’ Caùc chöùc naêng cuûa Media Gateway Controller - Quaûn lyù cuoäc goïi - Caùc giao thöùc thieát laäp cuoäc goïi thoaïi : H.323, SIP - Giao thöùc ñieàu khieån truyeàn thoâng : MGCP, Megaco, H.248 - Quaûn lyù lôùp dòch vuï vaø chaát löôïng dòch vuï - Giao thöùc quaûn lyù SS7 : SIGTRAN (SS7 over IP) - Xöû lyù baùo hieäu SS7 - Quaûn lyù caùc baûn tin lieân quan QoS nhö RTCP - Thöïc hieän ñònh tuyeán cuoäc goïi - Ghi laïi caùc thoâng tin chi tieát cuûa cuoäc goïi ñeå tính cöôùc (CDR- Call Detail Record) - Ñieàu khieån quaûn lyù baêng thoâng - Ñoái vôùi Media Gateway :  Xaùc ñònh vaø caáu hình thôøi gian thöïc cho caùc DSP  Phaân boå keânh DS0  Truyeàn daãn thoaïi ( maõ hoùa, neùn, ñoùng goùi) BAØI GIAÛNG NGN Chöông 2: Caáu truùc NGN - 47 - - Ñoái vôùi Signaling Gateway, MGC cung caáp :  Caùc loaïi SS7  Caùc boä xöû lyù thôøi gian  Caáu hình keát noái  Maõ cuûa nuùt maïng hay thoâng tin caáu hình - Ñaêng kyù Gatekeeper ’ Ñaëc tính heä thoáng - Laø moät CPU ñaëc hieäu, yeâu caàu laø heâ thoáng ña xöû lyù, coù khaû naêng môû roäng theo chieàu ngang - Caàn boä nhôù lôùn ñeå löu tröõ cô sôû döõ lieäu. Ñieàu naøy cuõng raát caàn thieát cho caùc quaù trình ña xöû lyù - Chuû yeáu laøm vieäc vôùi löu löôïng IP, do ñoù yeâu caàu caùc keát noái toác ñoä cao - Hoã trôï nhieàu loaïi giao thöùc - Ñoä saün saøng cao. 2.3 Signalling Gateway (SG) Signaling Gateway taïo ra moät chieác caàu giöõa maïng baùo hieäu SS7 vôùi maïng IP döôùi söï ñieàu khieån cuûa Media Gateway Controller (MGC). SG laøm cho Softswitch gioáng nhö moät nuùt SS7 trong maïng baùo hieäu SS7. Nhieäm vuï cuûa SG laø xöû lyù thoâng tin baùo hieäu. ’ Caùc chöùc naêng cuûa Signaling Gateway: - Cung caáp moät keát noái vaät lyù ñeán maïng baùo hieäu. - Truyeàn thoâng tin baùo hieäu giöõa Media Gateway Controller vaø Signaling Gateway thoâng qua maïng IP. - Cung caáp ñöôøng daãn truyeàn daãn cho thoaïi, döõ lieäu vaø caùc daïng döõ lieäu khaùc. (Thöïc hieän truyeàn döõ lieäu laø nhieäm vuï cuûa Media Gateway). - Cung caáp caùc hoaït ñoäng SS7 coù söï saün saøng cao cho caùc dòch vuï vieãn thoâng. ’ Ñaëc tính heä thoáng : - Laø moät thieát bò vaøo ra I/O - Dung löôïng boä nhôù phaûi luoân ñaûm baûo löu tröõ caùc thoâng tin traïng thaùi, thoâng tin caáu hình, caùc loä trình, BAØI GIAÛNG NGN Chöông 2: Caáu truùc NGN - 48 - - Dung löôïng ñóa chuû yeáu söû duïng cho quaù trình ñaêng nhaäp (logging), do ñoù khoâng yeâu caàu dung löôïng lôùn. - Döï phoøng ñaày ñuû giao dieän Ethernet (vôùi maïng IP) - Giao gieän vôùi maïng SS7 baèng caùch söû duïng moät luoàng EE/T1, toái thieåu 2 keânh D, toái ña 16 keânh D - Ñeå taêng hieäu suaát vaø tính linh ñoäng ngöôøi ta söû duïng bus H.110 hay H.100 - Yeâu caàu ñoä saün saøng cao : nhieàu SG, nhieàu lieân keát baùo hieäu, 2.4. Media Server Media Server laø thaønh phaàn löïa choïn cuûa Softswitch, ñöôïc söû duïng ñeå xöû lyù caùc thoâng tin ñaëc bieät. Moät Media Server phaûi hoã trôï phaàn cöùng DSP vôùi hieäu suaát cao nhaát. ’ Caùc chöùc naêng cuûa moät Media Server: - Chöùc naêng voicemail cô baûn. - Hoäp thö fax tích hôïp hay caùc thoâng baùo coù theå söû duïng e-mail hay caùc baûn tin ghi aâm tröôùc (pre-recorded message). - Khaû naêng nhaän tieáng noùi (neáu coù). - Khaû naêng hoäi nghò truyeàn hình (video conference). - Khaû naêng chuyeån thoaïi sang vaên baûn (speech-to-text) ’ Ñaëc tính heä thoáng : - Laø moät CPU, coù khaû naêng quaûn lyù löu löôïng baûn tin MGCP - Löu tröõ caùc phöông phaùp thöïc hieän lieân keát vôùi DSP noäi boä hay laân caän - Caàn dung löôïng boä nhôù lôùn ñeå löu tröõ caùc cô sôû döõ lieäu, boä nhôù ñeäm, thö vieän, - Dung löôïng ñóa töông ñoái nhoû. - Quaûn lyù haàu heát löu löôïng IP neáu taát caû taøi nguyeân IP ñöôïc söû duïng ñeå xöû lyù thoaïi. - Söû duïng bus H.110 ñeå töông thích vôùi card DSP vaø MG. - Ñoä saün saøng cao. BAØI GIAÛNG NGN Chöông 2: Caáu truùc NGN - 49 - 2.5. Application Server/Feature Server Server ñaëc tính laø moät server ôû möùc öùng duïng chöùa moät loaït caùc dòch vuï cuûa doanh nghieäp. Chính vì vaäy noù coøn ñöôïc goïi laø Server öùng duïng thöông maïi. Vì haàu heát caùc Server naøy töï quaûn lyù caùc dòch vuï vaø truyeàn thoâng qua maïng IP neân chuùng khoâng raøng buoäc nhieàu vôùi Softswith veà vieäc phaân chia hay nhoùm caùc thaønh phaàn öùng duïng. Hình 2-15 Caáu truùc cuûa Server öùng duïng Caùc dòch vuï coäng theâm coù theå tröïc thuoäc Call Agent, hoaëc cuõng coù theå thöïc hieän moät caùch ñoäc laäp. Nhöõng öùng duïng naøy giao tieáp vôùi Call Agent thoâng qua caùc giao thöùc nhö SIP, H.323, Chuùng thöôøng ñoäc laäp vôùi phaàn cöùng nhöng laïi yeâu caàu truy nhaäp cô sôû döõ lieäu ñaëc tröng. ’ Chöùc naêng cuûa Feature Server : - Xaùc ñònh tính hôïp leä vaø hoã trôï caùc thoâng soá dòch vuï thoâng thöôøng cho heä thoáng ña chuyeån maïch. ’ Moät vaøi ví duï veà caùc dòch vuï ñaëc tính : - Heä thoáng tính cöôùc – Call Agents söû duïng caùc boä CDR (Call Detail Record). Chöông trình CDR coù raát nhieàu ñaëc tính, chaúng haïn khaû naêng BAØI GIAÛNG NGN Chöông 2: Caáu truùc NGN - 50 - öùng duïng toác ñoä döïa treân loaïi ñöôøng truyeàn, thôøi ñieåm trong ngaøy,.. Dòch vuï naøy cho pheùp khaùch haøng truy nhaäp vaøo baûn tin tính cöôùc cuûa hoï thoâng qua cuoäc goïi thoaïi hay yeâu caàu trang Web. - H.323 Gatekeeper- dòch vuï naøy hoã trôï ñònh tuyeán thoâng qua caùc mieàn khaùc nhau ( caùc maïng khaùc nhau). Moãi mieàn coù theå ñang kyù soá ñieän thoaïi vaø soá truy nhaäp trung keá vôùi Gatekeeper thoâng qua giao thöùc H.323. Gatekeeper seõ cung caáp dòvh vuï ñònh tuyeán cuoäc goïi ( vaø chuyeån dòch sang daïng soá) cho moãi ñaàu cuoái H.323. Gatekeeper coøn coù theå cung caáp ñieàu khieån tính cöôùc vaø quaûn lyù baêng thoâng cho Softswitch. - VPN- Dòch vuï naøy seõ thieát laäp maïng rieâng aûo cho khaùch haøng vôùi caùc ñaëc tính sau :  Baêng thoâng xaùc ñònh ( thoâng qua maïng thueâ rieâng toác ñoä cao)  Ñaûm baûo QoS  Nhieàu tính naêng rieâng theo chuaån  Keá hoaïch quay soá rieâng  Baûo maät caùc maõ thoaïi ñöôïc truyeàn daãn. .. ’ Ñaëc tính heä thoáng - Noù ñaëc bieät yeâu caàu moät CPU tieän ích cao. Ñieàu naøy cuõng coøn phuï thuoäc vaøo caùc öùng duïng ñaëc bieät khaùc nhau. - Caàn boä nhôù lôùn vôùi ñoä treã thaáp. - CPU coù khaû naêng môû roäng ñeå ñaùp öùng cho vieâc naâng caáp dòch vuï vaø löu löôïng. - Ñaët moät vaøi cô sôû döõ lieäu trong Server. - Dung löôïng ñóa lôùn, tuøy thuoäc vaøo ñaëc tính cuûa öùng duïng. Chaúng haïn nhö dung löôïng 100GB- 2TB cho ngaân haøng voice mail. - Giao dieän Ethernet (vôùi maïng IP) ñöôïc thöïc hieän vôùi ñaày ñuû khaû naêng döï phoøng. BAØI GIAÛNG NGN Chöông 2: Caáu truùc NGN - 51 - IV. CAÙC COÂNG NGHEÄ LAØM NEÀN CHO MAÏNG THEÁ HEÄ MÔÙI Ngaøy nay, yeâu caàu ngaøy caøng taêng veà soá löôïng vaø chaát löôïng dòch vuï ñaõ thuùc ñaåy söï phaùt trieån nhanh choùng cuûa thò tröôøng coâng ngheä ñieän töû - tin hoïc - vieãn thoâng. Nhöõng xu höôùng phaùt trieån coâng ngheä ñaõ vaø ñang tieáp caän nhau, ñan xen laãn nhau nhaèm cho pheùp maïng löôùi thoûa maõn toát hôn caùc nhu caàu cuûa khaùch haøng trong töông lai. Theo ITU, coù hai xu höôùng toå chöùc maïng chính : - Hoaït ñoäng keát noái ñònh höôùng ( CO - Connection Oriented Operation) - Hoaït ñoäng khoâng keát noái (CL – Connectionless Operation) Trong hoaït ñoäng keát noái ñònh höôùng, caùc cuoäc goïi ñöôïc thöïc hieän vôùi trình töï : goïi soá – xaùc laäp keát noái – göûi vaø nhaän thoâng tin – keát thuùc. Trong kieåu keát noái naøy, coâng ngheä ATM phaùt trieån cho pheùp ñaåy maïnh caùc dòch vuï baêng roäng vaø naâng cao chaát löôïng dòch vuï. Hoaït ñoäng khoâng keát noái döïa treân giao thöùc IP nhö vieäc truy caäp Internet khoâng yeâu caàu vieäc xaùc laäp tröôùc caùc keát noái , vì vaäy chaát löôïng dòch vuï coù theå khoâng hoaøn toaøn ñaûm baûo nhö tröôøng hôïp treân. Tuy nhieân do tính ñôn giaûn, tieän lôïi vôùi chi phí thaáp, caùc dòch vuï thoâng tin theo phöông thöùc CL phaùt trieån raát maïnh meõ theo xu höôùng naâng cao chaát löôïng dòch vuï vaø tieán tôùi caïnh tranh vôùi caùc dòch vuï thoâng tin theo phöông thöùc CO. Tuy vaäy, hai phöông thöùc phaùt trieån naøy daàn tieäm caän vaø hoäi tuï daãn ñeán söï ra ñôøi coâng ngheä ATM/IP. Söï phaùt trieån maïnh meõ cuûa caùc dòch vuï vaø caùc coâng ngheä môùi taùc ñoäng tröïc tieáp ñeán söï phaùt trieån caáu truùc maïng. BAØI GIAÛNG NGN Chöông 2: Caáu truùc NGN - 52 - Hình 2-16 Caùc xu höôùng phaùt trieån trong coâng ngheä maïng 1. IP Söï phaùt trieån ñoät bieán cuûa IP, söï taêng tröôûng theo caáp soá nhaân cuûa thueâ bao Internet ñaõ laø moät thöïc teá khoâng coøn ai coù theå phuû nhaän. Hieän nay löôïng dòch vuï lôùn nhaát treân caùc maïng ñöôøng truïc treân thöïc teá ñeàu laø töø IP. Trong coâng taùc tieâu chuaån hoùa caùc loaïi kyõ thuaät, vieäc baûo ñaûm toát hôn cho IP ñaõ trôû thaønh troïng ñieåm cuûa coâng taùc nghieân cöùu. IP laø giao thöùc chuyeån tieáp goùi tin. Vieäc chuyeån tieáp goùi tin thöïc hieän theo cô cheá phi keát noái. IP ñònh nghóa cô caáu ñaùnh soá, cô caáu chuyeån tin, cô caáu ñònh tuyeán vaø caùc chöùc naêng ñieàu khieån ôû möùc thaáp (ICMP). Goùi tin IP goàm ñòa chæ cuûa beân nhaän, ñòa chæ laø soá duy nhaát trong toaøn maïng vaø mang ñaày ñuû thoâng tin caàn cho vieäc chuyeån goùi tôùi ñích. Cô caáu ñònh tuyeán coù nhieäm vuï tính toaùn ñöôøng ñi tôùi caùc nuùt trong maïng. Do vaäy, cô caáu ñònh tuyeán phaûi ñöôïc caäp nhaät caùc thoâng tin veà topo maïng, thoâng tin veà nguyeân taéc chuyeån tin (nhö trong BGP) vaø noù phaûi coù khaû naêng hoaït ñoäng trong moâi tröôøng maïng goàm nhieàu nuùt. Keát quaûn tính toaùn cuûa cô caáu ñònh tuyeán ñöôïc löu trong caùc baûng chuyeån tin (forwarding table) chöùa thoâng tin veà chaëng tieáp theo ñeå coù theå göûi goùi tin tôùi höôùng ñích. Döïa treân caùc baûn chuyeån tin, cô caáu chuyeån tin chuyeån maïch caùc goùi IP höôùng tôùi ñích. Phöông thöùc chuyeån tin truyeàn thoáng laø theo töøng chaëng moät. ÔÛ caùch naøy, moãi nuùt maïng tính toaùn maïng chuyeån tin moät caùch ñoäc BAØI GIAÛNG NGN Chöông 2: Caáu truùc NGN - 53 - laäp. Phöông thöùc naøy, do vaäy, yeâu caàu keát quaû tính toaùn cuûa phaàn ñònh tuyeán taïi taát caû caùc nuùt phaûi nhaát quaùn vôùi nhau. Söï khoâng thoáng nhaát cuûa keát quaû seõ daãn ñeán vieäc chuyeån goùi tin sai höôùng, ñieàu naøy ñoàng nghóa vôùi vieäc maát goùi tin. Kieåu chuyeån tin theo töøng chaëng haïn cheá khaû naêng cuûa maïng. Ví duï, vôùi phöông thöùc naøy, neáu caùc goùi tin chuyeån tôùi cuøng moät ñòa chæ ñi qua cuøng moät nuùt thì chuùng seõ ñöôïc truyeàn qua cuøng moät tuyeán tôùi ñieåm ñích. Ñieàu naøy khieán cho maïng khoâng theå thöïc hieän moät soá chöùc naêng khaùc nhö ñònh tuyeán theo ñích, theo dòch vuï. Tuy nhieân, beân caïnh ñoù, phöông thöùc ñònh tuyeán vaø chuyeån tin naøy naâng cao ñoä tin caäy cuõng nhö khaû naêng môû roäng cuûa maïng. Giao thöùc ñònh tuyeán ñoäng cho pheùp maïng phaûn öùng laïi vôùi söï coá baèng vieäc thay ñoåi tuyeán khi router bieát ñöôïc söï thay ñoåi veà topo maïng thoâng qua vieäc caäp nhaät thoâng tin veà traïng thaùi keát noái. Vôùi caùc phöông thöùc nhö CDIR (Classless Inter Domain Routing), kích thöôùc cuûa baûn tin ñöôïc duy trì ôû möùc chaáp nhaän ñöôïc, vaø do vieäc tính toaùn ñònh tuyeán ñeàu do caùc nuùt töï thöïc hieän, maïng coù theå môû roäng maø khoâng caàn baát cöù thay ñoåi naøo. Toùm laïi, IP laø moät giao thöùc chuyeån maïch goùi coù ñoä tin caäy vaø khaû naêng môû roäng cao. Tuy nhieân, vieäc ñieàu khieån löu löôïng raát khoù thöïc hieän do phöông thöùc ñònh tuyeán theo töøng chaëng. Maët khaùc, IP cuõng khoâng hoã trôï chaát löôïng dòch vuï. 2. ATM Coâng ngheä ATM döïa treân cô sôû cuûa phöông phaùp chuyeån maïch goùi, thoâng tin ñöôïc nhoùm vaøo caùc goùi tin coù chieàu daøi coá ñònh, ngaén; trong ñoù vò trí cuûa goùi khoâng phuï thuoäc vaøo ñoàng hoà ñoàng boä vaø döïa treân nhu caàu baát kyø cuûa keânh cho tröôùc. Caùc chuyeån maïch ATM cho pheùp hoaït ñoäng vôùi nhieàu toác ñoä vaø dòch vuï khaùc nhau. ATM coù hai ñaëc ñieåm quan troïng : • Thöù nhaát ATM söû duïng caùc goùi coù kích thöôùc nhoû vaø coá ñònh goïi laø caùc teá baøo ATM , caùc teá baøo nhoû vôùi toác ñoä truyeàn lôùn seõ laøm cho treã truyeàn vaø bieán ñoäng treã giaûm ñuû nhoû ñoái vôùi caùc dòch vuï thôøi gian thöïc, cuõng seõ taïo ñieàu kieän cho vieäc hôïp keânh ôû toác ñoä cao ñöôïc deã daøng hôn. BAØI GIAÛNG NGN Chöông 2: Caáu truùc NGN - 54 - • Thöù hai, ATM coù khaû naêng nhoùm moät vaøi keânh aûo thaønh moät ñöôøng aûo nhaèm giuùp cho vieäc ñònh tuyeán ñöôïc deã daøng. ATM khaùc vôùi ñònh tuyeán IP ôû moät soá ñieåm. Noù laø coâng ngheä chuyeån maïch höôùng keát noái. Keát noái töø ñieåm ñaàu ñeán ñieåm cuoái phaûi ñöôïc thieát laäp tröôùc khi thoâng tin ñöôïc göûi ñi. ATM yeâu caàu keát noái phaûi ñöôïc thieát laäp baèng nhaân coâng hoaëc thieát laäp moät caùch töï ñoäng thoâng qua baùo hieäu. Maët khaùc, ATM khoâng thöïc hieän ñònh tuyeán taïi caùc nuùt trung gian. Tuyeán keát noái xuyeân suoát ñöôïc xaùc ñònh tröôùc khi trao ñoåi döõ lieäu vaø ñöôïc giöõ coá ñònh trong suoát thôøi gian keát noái. Trong quaù trình thieát laäp keát noái, caùc toång ñaøi ATM trung gian cung caáp cho keát noái moät nhaõn. Vieäc naøy thöïc hieän hai ñieàu: daønh cho keát noái moät soá taøi nguyeân vaø xaây döïng baûng chuyeån teá baøo taïi moãi toång ñaøi. Baûng chuyeån teá baøo naøy coù tính cuïc boä vaø chæ chöùa thoâng tin veà caùc keát noái ñang hoaït ñoäng ñi qua toång ñaøi. Ñieàu naøy khaùc vôùi thoâng tin veà toaøn maïng chöùa trong baûng chuyeån tin cuûa router duøng IP. Quaù trình chuyeån teá baøo qua toång ñaøi ATM cuõng töông töï nhö vieäc chuyeån goùi tin qua router. Tuy nhieân, ATM coù theå chuyeån maïch nhanh hôn vì nhaõn gaén treân cell coù kích thöôùc coá ñònh (nhoû hôn cuûa IP), kích thöôùc baûng chuyeån tin nhoû hôn nhieàu so vôùi cuûa IP router, vaø vieäc naøy ñöôïc thöïc heän treân caùc thieát bò phaàn cöùng chuyeân duïng. Do vaäy, thoâng löôïng cuûa toång ñaøi ATM thöôøng lôùn hôn thoâng löôïng cuûa IP router truyeàn thoáng. 3. IP over ATM Hieän nay, trong xaây döïng maïng IP, coù ñeán maáy loaïi kyõ thuaät, nhö IP over SDH/ SONET, IP over WDM vaø IP over Fiber. Coøn kyõ thuaät ATM, do coù caùc tính naêng nhö toác ñoä cao, chaát löôïng dòch vuï (QoS), ñieàu khieån löu löôïng, maø caùc maïng löôùi duøng boä ñònh tuyeán truyeàn thoáng chöa coù, neân ñaõ ñöôïc söû duïng roäng raõi treân maïng ñöôøng truïc IP. Maët khaùc, do yeâu caàu tính thôøi gian thöïc coøn töông ñoái cao ñoái vôùi maïng löôùi, IP over ATM vaãn laø kyõ thuaät ñöôïc choïn tröôùc tieân hieän nay. Cho neân vieäc nghieân cöùu ñoái vôùi IP over ATM vaãn coøn raát quan troïng. Maø MPLS chính laø söï caûi tieán cuûa IP over ATM kinh ñieån, cho neân ôû ñaây chuùng ta caàn nhìn laïi moät chuùt veà hieän traïng cuûa kyõ thuaät IP over ATM. IP over ATM truyeàn thoáng laø moät loaïi kyõ thuaät kieåu xeáp choàng, noù xeáp IP (kyõ thuaät lôùp 3) leân ATM (kyõ thuaät lôùp 2); giao thöùc cuûa hai taàng hoaøn toaøn ñoäc laäp vôùi nhau; giöõa chuùng phaûi nhôø moät loaït giao thöùc (nhö NHRP, ARP,) nöõa môùi ñaûm baûo noái thoâng. Ñieàu ñoù hieän nay treân thöïc teá ñaõ ñöôïc öùng duïng roäng raõi. Nhöng trong tình traïng maïng löôùi ñöôïc môû roäng BAØI GIAÛNG NGN Chöông 2: Caáu truùc NGN - 55 - nhanh choùng, caùch xeáp choàng ñoù cuõng gaây ra nhieàu vaàn ñeà caàn xem xeùt laïi. Tröôùc heát, vaán ñeà noåi baät nhaát laø trong phöông thöùc choàng xeáp, phaûi thieát laäp caùc lieân keát PVC taïi N ñieåm nuùt, töùc laø caàn thieát laäp maïng lieân keát. Nhö theá coù theå seõ gaây neân vaán ñeà bình phöông N, raát phieàn phöùc, töùc laø khi thieát laäp, baûo döôõng, gôõ boû söï lieân keát giöõa caùc ñieåm nuùt, soá vieäc phaûi laøm ( nhö soá VC, löôïng tin ñieàu khieån) ñeàu coù caáp soá nhaân bình phöông cuûa N ñieåm nuùt. Khi maø maïng löôùi ngaøy caøng roäng lôùn, chi phoái kieåu ñoù seõ laøm cho maïng löôùi quaù taûi. Thöù hai laø, phöông thöùc xeáp choàng seõ phaân caét caû maïng löôùi IP over ATM ra laøm nhieàu maïng logic nhoû (LIS), caùc LIS treân thöïc teá ñeàu laø ôû trong moät maïng vaät lyù. Giöõa caùc LIS duøng boä ñònh tuyeán trung gian ñeå lieân keát, ñieàu naøy seõ coù aûnh höôûng ñeán vieäc truyeàn nhoùm goùi tin giöõa caùc LIS khaùc nhau. Maët khaùc, khi löu löôïng raát lôùn, nhöõng boä ñònh tuyeán naøy seõ gaây hieän töôïng ngheõn coå chai ñoái vôùi baêng roäng. Hai ñieåm neâu treân ñeàu laøm cho IP over ATM chæ coù theå duøng thích hôïp cho maïng töông ñoái nhoû, nhö maïng xí nghieäp,, nhöng khoâng theå ñaùp öùng ñöôïc nhu caàu cuûa maïng ñöôøng truïc Internet trong töông lai.Treân thöïc teá, hai kyõ thuaät naøy ñang toàn taïi vaán ñeà yeáu keùm veà khaû naêng môû roäng theâm. Thöù ba laø, trong phöông thöùc choàng xeáp, IP over ATM vaãn khoâng coù caùch naøo ñaûm baûo QoS thöïc söï. Thöù tö, voán khi thieát keá hai loaïi kyõ thuaät IP vaø ATM ñeàu laøm rieâng leû, khoâng xeùt gì ñeán kyõ thuaät kia, ñieàu naøy laøm cho söï noái thoâng giöõa hai beân phaûi döïa vaøo moät loaït giao thöùc phöùc taïp, cuøng vôùi caùc boä phuïc vuï xöû lyù caùc giao thöùc naøy. Caùch laøm nhö theá coù theå gaây aûnh höôøng khoâng toát ñoái vôùi ñoä tin caäy cuûa maïng ñöôøng truïc. Caùc kyõ thuaät MPOA (Multiprotocol over ATM – ña giao thöùc treân ATM) LANE (LAN Emulation – Moâ phoûng LAN) cuõng chính laø keát quaû nghieân cöùu ñeå giaûi quyeát caùc vaán ñeà ñoù, nhöng caùc giaûi thuaät naøy ñeàu chæ giaûi quyeát ñöôïc moät phaàn caùc toàn taïi, nhö vaán ñeà QoS chaúng haïn. Phöông thöùc maø caùc kyõ thuaät naøy duøng vaãn laø phöông thöùc choàng xeáp, khaû naêng môû roäng vaãn khoâng ñuû. Hieän nay ñaõ xuaát hieän moät loaïi kyõ thuaät IP over ATM khoâng duøng phöông thöùc xeáp choàng, maø duøng phöông thöùc chuyeån maïch nhaõn, aùp duïng phöông thöùc tích hôïp. Kyõ thuaät naøy chính laø cô sôû cuûa MPLS. BAØI GIAÛNG NGN Chöông 2: Caáu truùc NGN - 56 - 4. MPLS Ñoái vôùi caùc nhaø thieát keá maïng maø noùi, söï phaùt trieån nhanh choùng, söï môû roäng khoâng ngöøng cuûa maïng Internet, söï taêng voït cuûa löôïng dòch vuï cuõng nhö söï phöùc taïp cuûa caùc loaïi hình dòch vuï , ñaõ daàn daàn laøm cho maïng vieãn thoâng hieän taïi khoâng coøn kham noåi. Moät maët, caùc nhaø khai thaùc than phieàn khoù kieám ñöôïc lôïi nhuaän, nhöng maët khaùc thì thueâ bao laïi keâu ca laø giaù caû quaù cao, toác ñoä quaù chaäm. Thò tröôøng böùc baùch ñoøi hoûi coù moät maïng toác ñoä cao hôn, giaù caû thaáp hôn. Ñaây laø nguyeân nhaân caên baûn ñeå ra ñôøi moät loaït caùc kyõ thuaät môùi, trong ñoù coù MPLS. Baát keå kyõ thuaät ATM töøng ñöôïc coi laø neàn taûng cuûa maïng soá ña dòch vuï baêng roäng (B-ISDN), hay laø IP ñaït thanh coâng lôùn treân thò tröôøng hieän nay, ñeàu toàn taïi nhöôïc ñieåm khoù khaéc phuïc ñöôïc. Söï xuaát hieän cuûa MPLS – kyõ thuaät chuyeån maïch nhaõn ña giao thöùc ñaõ giuùp chuùng ta coù ñöôïc söï choïn löïa toát ñeïp cho caáu truùc maïng thoâng tin töông lai. Phöông phaùp naøy ñaõ dung hôïp moät caùch höõu hieäu naêng löïc ñieàu khieån löu löôïng cuûa thieát bò chuyeån maïch vôùi tính linh hoaït cuûa boä ñònh tuyeán. Hieän nay caøng coù nhieàu ngöôøi tin töôûng moät caùch chaéc chaén raèng MPLS seõ laø phöông aùn lyù töôûng cho maïng ñöôøng truïc trong töông lai. MPLS taùch cöùc naêng cuûa IP router laøm hai phaàn rieâng bieät : chöùc naêng chuyeån goùi tin vaø chöùc naêng ñieàu khieån. Phaàn chöùc naêng chuyeån goùi tin, vôùi nhieäm vuï göûi goùi tin giöõa caùc router, söû duïng cô cheá hoùan ñoåi nhaõn töông töï nhö ATM. Trong MPLS, nhaõn laø moät soá coù ñoä daøi coá ñònh vaø khoâng phuï thuoäc vaøo lôùp maïng. Kyõ thuaät hoùan ñoåi nhaõn veà baûn chaát laø vieäc tìm nhaõn cuûa moät goùi tin trong moät baûng caùc nhaõn ñeå xaùc ñònh tuyeán cuûa goùi vaø nhaõn môùi cuûa noù. Vieäc naøy ñôn giaûn hôn nhieàu so vôùi vieäc xöû lyù goùi tin theo kieåu thoâng thöôøng, vaø do vaäy, caûithieän ñöôïc khaû naêng cuûa thieát bò. Caùc router söû duïng kyõ thuaät naøy ñöôïc goïi laø LSR (Label Switch Router). Phaàn chöùc naêng ñieàu khieån cuûa MPLS bao goàm caùc giao thöùc ñònh tuyeán lôùp maïng vôùi nhieäm vuï phaân phoái thoâng tin giöõa caùc LSR, vaø thuû tuïc gaùn nhaõn ñeå chuyeån thoâng tin ñònh tuyeán thaønh caùc baûng ñònh tuyeán cho vieäc chuyeån maïch. MPLS coù theå hoaït ñoäng ñöôïc vôùi caùc giao thöùc ñònh tuyeán Internet khaùc nhö OSPF (Open Shortest Path First) vaø BGP (Border Bateway Protocol). Do MPLS hoã trôï vieäc ñieàu khieån löu löôïng vaø cho pheùp thieát laäp tuyeán coá ñònh, vieäc ñaûm baûo chaát löôïng dòch vuï cuûa caùc tuyeán laø hoaøn toaøn khaû thi. Ñaây laø moät ñieåm vöôït troäi cuûa MPLS so vôùi caùc ñònh tuyeán coå ñieån. BAØI GIAÛNG NGN Chöông 2: Caáu truùc NGN - 57 - Ngoaøi ra, MPLS coøn coù cô cheá chuyeån tuyeán (fast rerouting). Do MPLS laø coâng ngheä chuyeån maïch höôùng keát noái, khaû naêng bò aûnh höôûng bôûi loãi ñöôøng truyeàn thöôøng cao hôn caùc coâng ngheä khaùc. Trong khi ñoù, caùc dòch vuï tích hôïp maø MPLS phaûi hoã trôï laïi yeâu caàu dung löôïng cao. Do vaäy, khaû naêng phuïc hoài cuûa MPLS ñaûm baûo khaû naêng cung caáp dòch vuï cuûa maïng khoâng phuï thuoäc vaøo cô caáu khoâi phuïc loãi cuûa lôùp vaät lyù beân döôùi. Beân caïnh ñoä tin caäy, coâng ngheä MPLS cuõng khieán cho vieäc quaûn lyù maïng ñöôïc deã daøng hôn. Do MPLS quaûn lyù vieäc chuyeån tin theo caùc luoàng thoâng tin, caùc goùi tin thuoäc moät FEC coù theå ñöôïc xaùc ñònh bôûi moät giaù trò cuûa nhaõn. Do vaäy, trong mieàn MPLS, caùc thieát bò ño löu löôïng maïng coù theå döïa treân nhaõn ñeå phaân loaïi caùc goùi tin. Löu löôïng ñi qua caùc tuyeán chuyeån maïch nhaõn (LSP) ñöôïc giaùm saùt moät caùch deã daøng duøng RTFM ( Real- Time Flow Measurement). Baèng caùch giaùm saùt löu löôïng taïi caùc LSR, ngheõn löu löôïng seõ ñöôïc phaùt hieän vaø vò trí xaûy ra ngheõn löu löôïng coù theå ñöôïc xaùc ñònh nhanh choùng. Tuy nhieân, giaùm saùt löu löôïng theo phöông phaùp naøy khoâng ñöa ra ñöôïc toaøn boä thoâng tin veà chaát löôïng dòch vuï (ví duï nhö treã töø ñieåm ñaàu ñeán ñieåm cuoái cuûa mieàn MPLS). Toùm laïi, MPLS laø moät coâng ngheä chuyeån maïch IP coù nhieàu trieån voïng. Vôùi tính chaát cô caáu ñònh tuyeán cuûa mình, MPLS coù khaû naêng naâng cao chaát löôïng dòch vuï cuûa maïng IP truyeàn thoáng. Beân caïnh ñoù, thoâng löôïng cuûa maïng seõ ñöôïc caûi thieän moät caùch roõ reät. Tuy nhieân, ñoä tin caäy laø moät vaán ñeà thöïc tieãn coù theå khieán vieäc trieån khai MPLS treân maïng Internet bò chaäm laïi. BAØI GIAÛNG NGN Chöông 2: Caáu truùc NGN - 58 - 5. BAÛNG SO SAÙNH GIÖÕA CAÙC COÂNG NGHEÄ Coâng ngheä IP ATM MPLS Baûn chaát coâng ngheä - Laø moät giao thöùc chuyeån maïch goùi coù ñoä tin caäy vaø khaû naêng môû roäng cao. - Do phöông thöùc ñònh tuyeán theo töøng chaëng neân ñieàu khieån löu löôïng raát khoù thöïc hieän. - Söû duïng goùi tin coù chieàu daøi coá ñònh 53 byte goï laø teá baøo (cell). - Nguyeân taéc ñònh tuyeán : chuyeån ñoåi VPI/VCI - Neàn taûng phaàn cöùng toác ñoä cao - Tích hôïp ATM vaø IP. - Chuyeån goùi tin treân cô sôû nhaõn qua caùc ñöôøng chuyeån maïch nhaõn LSP - Coù theå aùp duïng treân nhieàu moâi tröôøng maïng khaùc nhau nhö IP, ATM, Ethernet, FR Öu ñieåm - Ñôn giaûn, hieäu quaû - Toác ñoä chuyeån maïch cao, meàm deûo, hoã trôï QoS theo yeâu caàu - Tích hôïp caùc chöùc naêng ñònh tuyeán, ñaùnh ñòa chæ, ñieàu khieån - Khaû naêng môû roäng toát -Tæ leä giöõa chaát löôïng vaø giaù thaønh cao. - Keát hôïp giöõa IP vaø ATM cho pheùp taän duïng toái ña thieát bò, naâng cao hieäu quaû ñaàu tö. - Söï phaân taùch giöõa ñieàu khieån vaø chuyeån maïch cho pheùp MPLS ñöôïc trieån khai treân nhieàu phöông tieän. Nhöôïc ñieåm - Khoâng hoã trôï QoS - Giaù thaønh cao, khoâng meàm deûo trong hoã trôï nhöõng öùng duïng IP, VoA - Hoã trôï ña giao thöùc daãn ñeán phöùc taïp trong keát noái - Khoù thöïc thi QoS xuyeân suoát cho ñeán khi thieát bò ñaàu cuoái thích hôïp cho ngöôøi söû duïng xuaát hieän treân thò tröôøng. - Vieäc hôïp nhaát caùc keânh aûo coøn ñang tieáp tuïc nghieân cöùu. Giaûi quyeát vieäc cheøn teá baøo seõ chieám nhieàu taøi nguyeân boä ñeäm hôn, daãn ñeán caàn phaûi naâng caáp cho caùc thieát bò ATM hieän taïi.