Mạng thế hệ mới ngn và thực trạng triển khai mạng ngn tại việt nam

TỔNG QUAN VỀ MẠNG VIỄN THÔNG

Giới thiệu chương

Cùng với sự phát triển kinh tế, ngành Bưu chính Viễn thông đã có sự lớn mạnh đáng kể, đóng góp quan trọng vào sự phát triển của nền kinh tế trong thời kỳ đổi mới Trong đó, bộ phận viễn thông giữ vai trò chủ chốt, ảnh hưởng trực tiếp đến sự phát triển mạng viễn thông Việt Nam hiện nay Bài viết sẽ phân tích xu hướng phát triển của mạng viễn thông, đồng thời chỉ ra những bất cập còn tồn tại Để khắc phục những vấn đề này, việc xây dựng một mạng chung duy nhất dựa trên các mạng hiện có, nhằm đáp ứng nhu cầu dịch vụ của người dùng, được xem là hướng đi khả thi nhất.

Tổng quan về mạng Viễn thông

Mạng viễn thông là hệ thống truyền tải thông tin từ nguồn phát đến thiết bị nhận, bao gồm các liên kết và nút mạng được tổ chức để chuyển giao dữ liệu giữa các phần khác nhau của mạng Chức năng chính của mạng viễn thông là cung cấp dịch vụ cho khách hàng thông qua nhiều kết nối và chế độ khác nhau.

Thông tin giữa hai thực thể (source và sink) thường được truyền qua nhiều thực thể trung gian, tạo thành một đường nối hợp lý (logical link) giữa chúng Tất cả các thực thể tham gia vào quá trình này cấu thành nên một mạng viễn thông.

Mạng Viễn thông bao gồm các thành phần chính là:

Thiết bị chuyển mạch gồm có tổng đài nội hạt và tổng đài quá giang

Các thuê bao kết nối với tổng đài nội hạt, và tổng đài này lại liên kết với tổng đài quá giang Sự hỗ trợ từ các thiết bị chuyển mạch giúp tối ưu hóa đường truyền dẫn, cho phép mạng lưới hoạt động hiệu quả và tiết kiệm chi phí.

Thiết bị truyền dẫn là công cụ kết nối thiết bị đầu cuối với tổng đài hoặc giữa các tổng đài để truyền tín hiệu thông tin Chúng được chia thành hai loại: thiết bị truyền dẫn phía thuê bao và thiết bị truyền dẫn giữa các tổng đài Thiết bị truyền dẫn phía thuê bao thường sử dụng cáp kim loại, nhưng cũng có thể là cáp quang hoặc tín hiệu vô tuyến trong một số trường hợp Ngược lại, thiết bị truyền dẫn giữa các tổng đài chủ yếu là cáp quang, đôi khi sử dụng cáp đồng trục, cáp xoắn đôi hoặc công nghệ vi ba.

Hình 1.1 Các thành phần chính của mạng Viễn thông

Môi trường truyền dẫn được chia thành hai loại chính: truyền dẫn hữu tuyến và truyền dẫn vô tuyến Truyền dẫn hữu tuyến sử dụng các loại cáp như cáp kim loại và cáp quang để truyền tín hiệu, trong khi truyền dẫn vô tuyến bao gồm các công nghệ như viba và vệ tinh.

Thiết bị đầu cuối cho mạng truyền thông gồm máy điện thoại, máy Fax, máy tính, tổng đài PABX

Mạng Viễn thông có thể được định nghĩa là một hệ thống bao gồm các nút chuyển mạch liên kết với nhau qua các đường truyền dẫn Các nút này được phân chia thành nhiều cấp, kết hợp với các đường truyền dẫn để tạo thành các cấp mạng khác nhau.

Mạng viễn thông truyền thống được phân loại thành nhiều kiểu khác nhau, bao gồm mạng lưới, mạng sao, mạng tổng hợp, mạng vòng kín và mạng thang Mỗi loại mạng này đều có những ưu điểm và nhược điểm riêng, phù hợp với các vùng địa lý khác nhau như trung tâm, hải đảo hay biên giới, cũng như các khu vực có lưu lượng thoại cao hoặc thấp.

Hình 1.2 Cấu hình mạng cơ bản GW: Gateway - Tổng đài quốc tế

TE: Transit Exchange - Tổng đài chuyển tiếp quốc gia

HLE: Host Local Exchange - Tổng đài nội hạt RLE: Remote Local Exchange - Tổng đài xa (Tổng đài vệ tinh) SUB: Subcriber - Thuê bao

Mạng viễn thông thường được phân chia thành năm cấp, tuy nhiên trong một số trường hợp cụ thể có thể chỉ cần bốn cấp Xu hướng hiện nay là giảm số lượng cấp để nâng cao hiệu quả và thuận tiện trong quản lý.

Mạng Viễn thông truyền thống được phân cấp như sau:

Tổng đài chuyển tiếp quốc gia

Tổng đài tandem nội hạt hoặc nội tỉnh

Hình 1.3 Cấu trúc mạng phân cấp Trong mạng truyền thống gồm 5 nút:

- Nút cấp 1: Trung tâm chuyển mạch quá giang quốc tế

- Nút cấp 2: Trung tâm chuyển mạch quá giang đường dài

- Nút cấp 3: Trung tâm chuyển mạch quá giang nội hạt

- Nút cấp 4: Trung tâm chuyển mạch nội hạt

- Nút cấp 5: Trung tâm chuyển mạch từ xa.[1]

1.3 Thực trạng mạng Viễn thông Việt Nam

Mạng Viễn thông Việt Nam truyền thống bao gồm các dịch vụ như mạng điện thoại cố định, mạng điện thoại di động và mạng truyền số liệu.

Ngoài mạng chuyển mạch công cộng, Việt Nam còn có nhiều mạng dịch vụ khác Đặc biệt, mạng Telex không kết nối với mạng thoại của VNPT, trong khi các mạng khác đều liên kết với mạng thoại này thông qua các kênh trung kế của bộ MSU (Main Switch Unit) Một số mạng khác truy nhập vào mạng PSTN qua các kênh thuê bao thông thường, sử dụng kỹ thuật DLC (Digital Loop Carrier) và kỹ thuật truy nhập vô tuyến.

Về mặt kỹ thuật, hệ thống thiết bị trong mạng viễn thông bao gồm nhiều loại mạng như mạng chuyển mạch, mạng truyền dẫn, mạng truy cập, mạng báo hiệu và mạng đồng bộ.

Mạng PSTN (Public Switch Telephone Network) là hệ thống thoại chuyển mạch công cộng, nơi thông tin tiếng nói được số hóa và chuyển mạch qua hệ thống điện thoại công cộng Mạng này bao gồm nhiều mạng quốc gia, tạo thành một mạng lưới quốc tế Tại Việt Nam, mạng VNPT được phân chia thành ba cấp độ: cấp quốc tế, cấp quốc gia (liên tỉnh) và cấp nội tỉnh/thành phố Các đặc điểm chính của PSTN bao gồm khả năng chuyển mạch hiệu quả và kết nối rộng rãi.

- Kết nối song công chuyển mạch kênh

- Băng thông chuyển mạch 64Kb/s hoặc 300 - 3400 Hz đối với chuyển mạch analog

- Không có khả năng di động hoặc di động rất hạn chế

- Có nhiều chức năng tương đồng với mạng N- ISDN

PSTN cung cấp dịch vụ thoại và bao gồm hai loại tổng đài: tổng đài nội hạt và tổng đài quá giang nội hạt (tổng đài tandem) Tổng đài tandem kết nối với các tổng đài toll nhằm giảm mức phân cấp Để nâng cấp các tổng đài tandem, cần bổ sung một ATM core cho mỗi nút, giúp cung cấp dịch vụ băng rộng cho thuê bao và hợp nhất các mạng số liệu hiện tại vào mạng chung ISDN.

ISDN (Mạng số tích hợp dịch vụ) cung cấp nhiều ứng dụng thoại và phi thoại trong cùng một mạng, cho phép người dùng kết nối qua các kết nối ISDN giới hạn Hệ thống chuyển mạch của ISDN bao gồm chuyển mạch thực, chuyển mạch gói và sự kết hợp của cả hai Để tương thích với các dịch vụ mới, ISDN yêu cầu kết nối chuyển mạch số 64kbit/s và cần có khả năng thông minh để hỗ trợ các dịch vụ, bảo trì và quản lý mạng Tuy nhiên, tính thông minh này có thể cần được cải thiện từ mạng hoặc thiết bị đầu cuối của người dùng Kiến trúc phân lớp là đặc trưng của truy xuất ISDN, và cách truy cập đến nguồn ISDN có thể khác nhau tùy thuộc vào dịch vụ và tình trạng ISDN của từng quốc gia ISDN được triển khai với nhiều cấu hình khác nhau, phù hợp với hiện trạng mạng viễn thông của mỗi quốc gia Để cung cấp dịch vụ thoại cho người dùng mạng PSTN, cần có bốn thành phần cơ bản: thuê bao, vòng nội bộ, tổng đài và trung kế.

Thuê bao là thiết bị kết nối tới mạng Hiện nay hầu hết các thuê bao kết nối tới mạng PSTN là máy điện thoại

Vòng nội bộ, hay còn gọi là vòng thuê bao, là tuyến kết nối giữa thuê bao và mạng, chủ yếu sử dụng dây xoắn Chiều dài của các vòng nội bộ có thể dao động từ vài km đến vài chục km.

Tổng đài là trung tâm chuyển mạch của mạng

Đặc điểm và những hạn chế của mạng Viễn thông truyền thống

1.4.1 Đặc điểm của mạng Viễn thông truyền thống

Các mạng viễn thông truyền thống thường hoạt động độc lập, với mỗi loại dịch vụ thông tin được hỗ trợ bởi một mạng viễn thông riêng biệt Mỗi mạng được thiết kế đặc thù cho các dịch vụ khác nhau và không thể sử dụng cho các mục đích khác Chẳng hạn, việc truyền giọng nói qua mạng chuyển mạch gói X.25 là không khả thi do độ trễ cao của mạng này.

Hiện nay, nhiều mạng truyền thống như Telex, POTS, mạng truyền hình và mạng cục bộ LAN đang được khai thác cho các dịch vụ riêng biệt Các nhà cung cấp dịch vụ hiện tại chủ yếu thu lợi từ các dịch vụ như Leased Line, Frame relay và ATM Tuy nhiên, trong tương lai, lợi nhuận từ các dịch vụ này có thể giảm, buộc các nhà cung cấp phải tìm kiếm các dịch vụ mới để duy trì lợi nhuận Một trong những hướng đi đúng đắn là khai thác các dịch vụ dựa trên IP, như mạng riêng ảo VPN, cho phép kết nối các người dùng trong một nhóm kín hoặc giữa các nhóm khác nhau, được quản lý qua một chế độ quản lý cụ thể.

1.4.2 Những hạn chế của mạng Viễn thông truyền thống

Trên mạng truyền thống, tồn tại nhiều loại mạng khác nhau, mỗi loại yêu cầu thiết kế, bảo trì và vận hành riêng biệt, dẫn đến nhiều nhược điểm trong quá trình quản lý và sử dụng.

 Chỉ cung cấp các dịch vụ độc lập tương ứng với từng mạng

Sự thiếu linh hoạt trong công nghệ hiện tại ảnh hưởng đến tốc độ truyền tín hiệu, khi mà sự ra đời của các công nghệ mới đang diễn ra nhanh chóng Hơn nữa, nhiều dịch vụ truyền thông tương lai chưa được dự đoán sẽ xuất hiện, mỗi loại dịch vụ sẽ yêu cầu tốc độ truyền khác nhau Điều này cho thấy rằng mạng hiện tại sẽ gặp khó khăn trong việc thích nghi với những thay đổi này.

Hiệu quả trong bảo dưỡng và vận hành tài nguyên mạng đang gặp nhiều hạn chế, khiến cho việc sử dụng tài nguyên không được tối ưu Tài nguyên hiện có trong một mạng không thể được chia sẻ cho các mạng khác, dẫn đến lãng phí và giảm hiệu suất.

Các mạng viễn thông trước đây chủ yếu được thiết kế cho dịch vụ thoại, do đó hiện nay có nhiều yếu tố không còn phù hợp với nhu cầu sử dụng hiện đại.

Kiến trúc tổng đài độc quyền khiến các nhà khai thác phụ thuộc vào nhà cung cấp, dẫn đến việc giảm tính cạnh tranh và hạn chế khả năng mở rộng mạng lưới.

 Các tổng đài chuyển mạch kênh đã hết năng lực và trở nên lạc hậu đối với như cầu của khách hàng

Sự bùng nổ thông tin đã chỉ ra sự kém hiệu quả của chuyển mạch kênh TDM, vốn chỉ thích hợp cho việc truyền tải lưu lượng thoại có thể dự đoán Chuyển mạch kênh truyền thống không đáp ứng tốt với lưu lượng dữ liệu tăng đột biến, dẫn đến tình trạng nghẽn mạch, đặc biệt trong dịch vụ truy cập Internet quay số trực tiếp do nguồn tài nguyên hạn chế Hơn nữa, chuyển mạch kênh còn gây lãng phí băng thông khi các mạch không được sử dụng trong thời gian không có tín hiệu truyền đi.

Trước những yêu cầu mới và hạn chế của mạng cũ, các nhà khai thác viễn thông nhận thấy cần xây dựng một hạ tầng mạng mới để đáp ứng đầy đủ các dịch vụ, đồng thời tạo điều kiện thuận lợi và tiết kiệm cho việc khai thác, bảo dưỡng và quản lý, cũng như hỗ trợ các dịch vụ của mạng truyền thống.

Các yếu tố thúc đẩy sự xuất hiện cấu trúc mạng mới

Tốc độ phát triển nhanh chóng của nhu cầu truyền dẫn dữ liệu và dịch vụ dữ liệu, nhờ vào sự tăng trưởng mạnh mẽ của Internet, đã dẫn đến sự cần thiết phải chuyển đổi sang hệ thống mạng chuyển mạch gói Các mạng công cộng truyền thống chủ yếu phục vụ cho việc truyền tải thoại, dữ liệu thông tin và video, nhưng giờ đây, dữ liệu đang chiếm ưu thế và trở thành nguồn lợi nhuận chính Với sự bùng nổ Internet toàn cầu, mạng thế hệ mới dự kiến sẽ dựa trên giao thức IP, mặc dù thoại vẫn giữ vai trò quan trọng, đòi hỏi phải có khả năng truyền thoại chất lượng cao qua IP Những yếu tố này đã thúc đẩy sự phát triển của mạng thế hệ mới.

1.5.1 Cải thiện chi phí đầu tư

Công nghệ chuyển mạch kênh truyền thống hiện đang được cải tiến nhưng vẫn chậm triển khai, dẫn đến sự kết hợp với ngành công nghiệp máy tính Mặc dù các chuyển mạch này chiếm phần lớn cơ sở hạ tầng của mạng PSTN, chúng vẫn chưa tối ưu cho việc truyền dữ liệu Hệ quả là, lưu lượng dữ liệu ngày càng gia tăng trên mạng PSTN, chuyển hướng sang các mạng hiện đại hơn.

Internet sẽ có một giải pháp mới tập trung vào dữ liệu để thiết kế mạng chuyển mạch tương lai, sử dụng nền tảng công nghệ chuyển mạch gói cho cả thoại và dữ liệu.

Các giao diện mở tại từng lớp mạng cho phép nhà khai thác lựa chọn nhà cung cấp hiệu quả nhất cho từng lớp mạng Truyền tải dựa trên gói giúp phân bổ băng tần linh hoạt, loại bỏ nhu cầu nhóm trung kế kích thước cố định cho thoại, từ đó giúp nhà khai thác quản lý mạng dễ dàng hơn Điều này cũng cho phép nâng cấp phần mềm hiệu quả trong các nút điều khiển mạng và giảm chi phí khai thác hệ thống.

1.5.2 Xu thế đổi mới viễn thông

Trong bối cảnh hội nhập kinh tế toàn cầu, ngành viễn thông cũng chứng kiến sự phát triển mạnh mẽ Cạnh tranh gia tăng yêu cầu các nhà cung cấp dịch vụ phải đáp ứng đa dạng nhu cầu khách hàng, đòi hỏi hệ thống mạng có độ mở cao để kết nối nhiều nhà cung cấp Các mạng truyền thống không còn phù hợp với yêu cầu này, trong khi mạng thế hệ mới (NGN) lại có khả năng thích ứng tốt nhờ cấu trúc mở hợp lý.

Dự báo cho thấy doanh thu từ thoại đã gần đạt mức bão hòa, trong khi doanh thu từ dịch vụ giá trị gia tăng đang gia tăng mạnh mẽ và có khả năng vượt qua doanh thu từ thoại trong tương lai gần Trước tình hình này, các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông không thể bỏ lỡ cơ hội tăng doanh thu từ các dịch vụ giá trị gia tăng Việc phát triển một mạng mới để đáp ứng nhu cầu về dịch vụ gia tăng hiện tại và tương lai là điều cần thiết Do đó, chuyển đổi mạng viễn thông lên NGN là yếu tố quan trọng cho sự phát triển và tồn tại của các nhà khai thác dịch vụ viễn thông.

Kết luận

Từ những năm 2000 trở về trước, dịch vụ thoại chiếm ưu thế trong thị trường viễn thông Tuy nhiên, từ năm 2001, sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ đã dẫn đến hội tụ truyền thông, với nhu cầu ngày càng cao từ khách hàng về các dịch vụ đa dạng như thoại, dữ liệu, video và truy cập vô tuyến từ một nhà cung cấp Để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng về dịch vụ dữ liệu, việc triển khai công nghệ tiên tiến trên nền tảng hạ tầng hiện có là rất cần thiết.

Mạng thế hệ mới (NGN) là khái niệm nhằm cung cấp dịch vụ mới, tạo ra nguồn thu nhập bổ sung, đồng thời giúp giảm chi phí khai thác và đầu tư ban đầu cho các doanh nghiệp.

Hình vẽ dưới đây mô tả sự hội tụ của mạng thoại và số liệu đáp ứng những nhu cầu dịch vụ của khách hàng

RSU: Remote Subscriber NAS: Network Access BAS: Broadband Access

Hình 1.5 Sự hội tụ của thoại và số liệu

Vào đầu năm 2002, Viện Tiêu Chuẩn Viễn Thông Châu Âu (ETSI) đã thành lập nhóm nghiên cứu NGN nhằm đề xuất chiến lược chuẩn hóa trong lĩnh vực NGN Các vấn đề liên quan đến NGN đã đạt được sự đồng thuận cao trong khuôn khổ hợp tác tiêu chuẩn toàn cầu GSC, nơi có sự tham gia của các tổ chức tiêu chuẩn SDO Trong bản tổng kết nghiên cứu tháng 11 năm 2001, nhóm đã đưa ra 4 khuyến nghị quan trọng.

ETSI GA được khuyến nghị ghi nhận định nghĩa về Mạng thế hệ tiếp theo (NGN), định nghĩa này sẽ hướng dẫn mọi hoạt động của ETSI trong lĩnh vực này NGN được mô tả là mạng được tổ chức thành các lớp và mặt phẳng, sử dụng giao diện mở để cung cấp cho các nhà khai thác mạng một nền tảng thông tin nhằm phát triển, triển khai và quản lý các dịch vụ, bao gồm cả dịch vụ hiện tại và dịch vụ mới trong tương lai.

ETSI sẽ đóng vai trò tiên phong trong việc củng cố chuẩn hóa NGN, tuy nhiên, việc hướng tới một dự án đối tác toàn cầu duy nhất không phải là mục tiêu hợp lý.

ETSI nên mở rộng tham gia vào một mạng lưới các quan hệ độc lập nhưng liên quan đến nhau, bao gồm cả lĩnh vực tiêu chuẩn NGN.

Để nâng cao vị thế của ETSI trong quá trình chuẩn hóa NGN, cần thiết lập một trung tâm chuyên môn mạnh mẽ và tập trung Do đó, GA sẽ yêu cầu ủy ban ETSI khẩn trương xem xét lại cấu trúc và quy trình hoạt động, nhằm đảm bảo ETSI có khả năng đáp ứng các thách thức của NGN.

 Hoạt động của NGN tiến hành đối với các vấn đề cấu trúc và giao thức cần tập trung vào:

Nghiên cứu này tập trung vào việc áp dụng công nghệ mô hình tham khảo chung dựa trên kết quả TOPHON, nhằm xác định các tiêu chuẩn bổ sung cần thiết cho việc hỗ trợ dịch vụ thiết lập truyền thông theo NGN Điều này sẽ được thực hiện trong phạm vi của một nhà điều hành hoặc giữa các nhà điều hành khác nhau.

Xác định các chức năng liên kết cần thiết để hỗ trợ các thiết bị đầu cuối không nhận biết NGN Đặc biệt, làm rõ cách thức mà dịch vụ kết cuối, tính linh động của người dùng và điều khiển cuộc gọi có thể được hỗ trợ qua các mạng hỗn hợp.

Xác định chức năng của các đầu cuối nhận biết NGN thông qua cơ chế cập nhật phần mềm là rất quan trọng Điều này giúp giảm chi phí, quản lý phiên bản hiệu quả và đảm bảo thỏa thuận trong quá trình triển khai Các đối tác chính trong công việc phối hợp với ETSI bao gồm 3GPP, ATMF, ITU-T (SG11, 13 và 16), T1S1, IETF (sip, megaco), MSF và ISC.

 Hoạt động NGN tiến hành trên QoS kết cuối cần tập trung vào:

- Hoàn thành việc xác định lớp QoS kết cuối cho thoại

- Xác định một khung xác định lớp QoS đa phương tiện kết cuối mới và phương pháp đăng ký các lớp QoS của từng thành phần truyền thông

- Định rõ cách thức sử dụng cơ chế QoS lớp dưới nhằm đạt được QoS lớp trên trong phạm vi mạng

- Điều khiển QoS các lớp dưới liên vùng

- Nhận thức của người sử dụng cuối về QoS

- Các đối tác chủ chốt trong hoạt động liên kết với ETSI là ATMF, IETF, ITU-T cùng với nhiều diễn đàn truyền thông đa phương tiện khác

 Hoạt động NGN tiến hành trên nền dịch vụ cần tập trung vào:

- Xác định các cấu trúc điều khiển dịch vụ bao gồm cả OSA, API và những khía cạnh proxy

- Nâng cấp các cơ chế nhằm hỗ trợ sự cung cấp dịch vụ qua nhiều mạng gồm cả chuyển vùng dịch vụ và kết nối dịch vụ

Phát triển các cơ chế hỗ trợ người dùng trong việc quản lý hồ sơ và tùy chỉnh dịch vụ là rất quan trọng Những cơ chế này không chỉ giúp người dùng dễ dàng hiện diện mà còn nâng cao khả năng điều khiển các dịch vụ theo nhu cầu cá nhân.

- Tác động của tính linh động người sử dụng đối với các nền dịch vụ

 Hoạt động NGN tiến hành trên quản lý mạng cần tập trung vào:

Nâng cao cấu trúc quản lý mạng lõi và xác định các giao thức, dịch vụ quản lý mạng cơ bản là cần thiết để đáp ứng yêu cầu của NGN, bao gồm quản lý lỗi, chất lượng dịch vụ, quản lý khách hàng, cước phí, quản lý lưu lượng và định tuyến.

- Đưa vào và áp dụng các khái niệm cấu trúc và công nghệ mới

 Hoạt động NGN tiến hành trên lĩnh vực ngăn chặn, xâm nhập, nghe lén hợp pháp cần tập trung vào:

- Xác định các giao thức chuyển giao truyền dẫn dựa trên mạng gói mới giữa mạng mục tiêu và cơ quan thực thi pháp luật

Nâng cấp thông tin liên quan đến xâm nhập và ngăn chặn hiện có là cần thiết để tích hợp các thành tố dữ liệu mới, bao gồm cả các dòng báo hiệu và đa phương tiện.

 Vấn đề bảo mật của NGN tập trung vào:

- Phát triển các giao thức bảo mật cụ thể NGN và các API

Phát triển một cấu trúc bảo mật phức tạp cho mạng thế hệ mới (NGN) là điều cần thiết Nhóm bảo mật NGN sẽ thiết lập các nguyên tắc chỉ đạo nhằm đảm bảo an toàn trong hoạt động và vận hành của mạng này.

Mạng thế hệ mới (NGN) đang trở thành xu hướng phát triển chủ đạo, nhờ vào những ưu điểm nổi bật mà nó mang lại.

Giới thiệu chương

Mạng viễn thông thế hệ tiếp theo (NGN), còn được gọi là mạng đa dịch vụ, mạng hội tụ, mạng phân phối hay mạng nhiều lớp, đang thu hút sự quan tâm lớn từ các tổ chức và nhà cung cấp thiết bị viễn thông trên toàn cầu, mặc dù chưa có định nghĩa chính xác NGN có thể được hiểu là một mạng với hạ tầng thông tin duy nhất dựa trên công nghệ gói, cho phép triển khai nhanh chóng nhiều loại dịch vụ khác nhau thông qua sự hội tụ giữa thoại và dữ liệu, cũng như giữa mạng cố định và di động Chương này sẽ trình bày về cấu trúc mạng, các giao thức hoạt động và công nghệ chuyển mạch mới áp dụng cho NGN.

2.2 Mô hình NGN của các tổ chức trên thế giới

Trên toàn cầu, có nhiều tổ chức viễn thông với các bộ tiêu chuẩn riêng, dẫn đến việc phát triển Mạng thế hệ mới (NGN) xuất hiện nhiều ý tưởng đa dạng từ các tổ chức khác nhau.

Cấu trúc mạng thế hệ sau (NGN) thuộc mô hình hạ tầng thông tin toàn cầu GII (Global Information Infrastructure) do ITU đề xuất, bao gồm ba lớp chức năng chính.

- Các chức năng ứng dụng

- Các chức năng trung gian bao gồm:

+ Các chức năng điều khiển dịch vụ

- Các chức năng cơ sở bao gồm:

+ Các chức năng lưu trữ và xử lý

+ Chức năng mạng (gồm các chức năng truyền tải và các chức năng điều khiển)

+ Các chức năng giao tiếp người máy

Các chức năng ứng dụng

Các chức năng trung gian

Các chức năng cơ sở

Các chức năng giao tiếp người máy

Các chức năng xử lý và lưu trữ Chức năng truyền tải

Chức năng điều khiển Chức năng điều khiển

Giao diện chương trình ứng dụng

Giao diện chương trình cơ sở

Cấu trúc Truyền thông và nối mạng thông tin Cung cấp dịch vụ xử lý và lưu trữ

Cung cấp dịch vụ truyền thông

Hình 2.1 Cấu trúc chức năng GII và quan hệ giữa chúng [5]

MSF (Diễn đàn Chuyển mạch Đa Dịch vụ) đã phát triển một mô hình cấu trúc mạng chuyển mạch đa dịch vụ, được chia thành bốn lớp tách biệt, khác với công nghệ chuyển mạch kênh hiện tại, vốn tích hợp thành một hệ thống duy nhất.

- Lớp quản lý là một lớp đặc biệt xuyên suốt các lớp: thích ứng, chuyển mạch, và điều khiển

Hình 2.2 Cấu trúc mạng chuyển mạch đa dịch vụ Với cấu trúc chuyển mạch đa dịch vụ của MSF có một số lưu ý:

- Lớp quản lý là một lớp đặc biệt xuyên suốt các lớp thích ứng, chuyển mạch và điều khiển

- Cần phân biệt các chức năng quản lý (management) với các chức năng điều khiển (control)

- Lớp điều khiển có nhiệm vụ kết nối để cung cấp các dịch vụ thông

Bộ điều khiển Bộ điều khiển

Bộ điều khiển ATM/SVC

Các giao thức, giao diện,API báo hiệu/IN tiêu chuẩn

Các giao thức, giao diện mở rộng

Các giao diện logic và vật lý tiêu chuẩn mô tả các loại giao thức và tín hiệu đang được sử dụng hiện nay, bao gồm IP/MPLS, Voice/SS7 và ATM/SVC.

Hệ thống điều khiển kết nối cuộc gọi giữa các thuê bao hoạt động bằng cách quản lý các thiết bị chuyển mạch lớp truyền tải và thiết bị truy nhập lớp truy nhập Các chức năng chính bao gồm định tuyến và định tuyến lại lưu lượng giữa các khối chuyển mạch.

- Thiết lập các yêu cầu, điều chỉnh và thay đổi các kết nối hoặc các luồng, điều khiển sắp xếp nhãn (label mapping) giữa các giao diện cổng

Phân bổ lưu lượng và các chỉ tiêu chất lượng cho từng kết nối hoặc luồng là cần thiết để đảm bảo hiệu suất tối ưu Việc quản lý, giám sát và điều khiển các chỉ tiêu này giúp duy trì chất lượng dịch vụ và đáp ứng nhu cầu sử dụng hiệu quả.

- Điều khiển các chức năng của lớp thích ứng

- Báo hiệu đầu cuối từ các trung kế, các cổng trong kết nối với lớp thích ứng

- Thống kê và ghi lại các thông số và chi tiết về cuộc gọi (như số lượng cuộc gọi, thời gian) và các cảnh báo

- Lớp điều khiển cần được tổ chức theo kiểu modul và có thể bao gồm một số bộ điều khiển độc lập

Ví dụ có thể bao gồm các bộ điều khiển riêng rẽ cho các dịch vụ thoại/báo hiệu số 7, ATM/SVC, IP/MPLS

- Thu nhận thông tin báo hiệu từ mỗi cổng và chuyển các thông tin này với các thành phần khác trong mạng lớp điều khiển

Quản lý và bảo dưỡng hoạt động của các tuyến kết nối trong mạng đặc biệt là rất quan trọng Cần thiết lập quy trình để quản lý và bảo dưỡng các luồng yêu cầu đối với chức năng dịch vụ, đồng thời thông tin về trạng thái của chúng cho các khối chức năng dịch vụ mạng Việc này cũng bao gồm việc báo hiệu với các thành phần ngang cấp để đảm bảo hiệu suất và độ tin cậy của mạng.

Lớp thích ứng đóng vai trò quan trọng trong việc điều phối kết nối và các thông số như tốc độ bit và loại mã hóa tại các chuyển mạch đa dịch vụ đầu xa Nó cung cấp chức năng báo cáo và giám sát cho lớp điều khiển và lớp quản lý, đảm bảo sự tương thích với các giao thức điều phối hiện có.

Chúng tôi cung cấp đa dạng dịch vụ băng thông với nhiều mức độ khác nhau, bao gồm dịch vụ mạng thông minh IN, dịch vụ trả trước và dịch vụ giá trị gia tăng Internet Các dịch vụ này được quản lý thông qua lớp điều khiển, trong đó một số loại sẽ có khả năng tự chủ trong việc điều khiển logic và truy cập trực tiếp vào lớp ứng dụng, trong khi các dịch vụ khác sẽ được điều khiển theo cách tương tự như dịch vụ thoại truyền thống.

Một số dịch vụ về các loại ứng dụng dịch vụ được đưa ra sau đây:

- Các dịch vụ thông tin và nội dung

- Mạng riêng ảo (VPN) đối với thoại và số liệu

- Nhóm các dịch vụ đa phương tiện

- Các trò chơi trên mạng thời gian thực

Bài viết này đề cập đến các nút chuyển mạch ATM+IP và hệ thống truyền dẫn, có chức năng chuyển mạch và định tuyến cuộc gọi giữa các thuê bao ở lớp truy cập, dưới sự quản lý của thiết bị điều khiển cuộc gọi thuộc lớp điều khiển.

Các thiết bị truy nhập cung cấp cổng kết nối cho thiết bị đầu cuối thuê bao thông qua mạng ngoại vi, bao gồm cáp đồng, cáp quang và công nghệ vô tuyến Những thiết bị này hỗ trợ nhiều loại cổng truy nhập như POTS, VOIP, IP, FR, X.25, ATM, xDSL và di động.

TINA (Telecommunication information network architecture consortium - hiệp hội nghiên cứu cấu trúc mạng viễn thông ) có mô hình mạng bao gồm các lớp mạng sau:

- Lớp truyền dẫn và chuyển mạch (truyền tải)

- Lớp điều khiển và quản lý

Các kết quả nghiên cứu của TINA tập trung vào lớp điều khiển và quản lý

ETSI đang tiếp tục thảo luận về mô hình cấu trúc mạng thế hệ mới (NGN), nhằm cung cấp tất cả các dịch vụ viễn thông truyền thống và mới như PSTN/ISDN, X25, FR, ATM, IP, GSM, GPRS và ITM2000 Vào tháng 6 năm 2010, nhóm nghiên cứu của ETSI đã công bố mô hình cấu trúc chức năng và cấu trúc mạng của NGN.

ETSI phân chia việc nghiên cứu cấu trúc mạng theo từng lĩnh vực sau:

- Lớp truyền tải trên cơ sở công nghệ quang

- Công nghệ gói trên cơ sở mạng lõi dung lượng cao trên nền IP/ATM

- Điều khiển trên nền IP

- Dịch vụ và ứng dụng trên nền IP

- Quản lý trên cơ sở IT và IP

Hình 2.3 Cấu trúc chức năng của mạng NGN theo ETSI

Theo phân lớp ETSI, mạng được chia thành 5 lớp chức năng, trong đó các ứng dụng phục vụ khách hàng từ nhà khai thác mạng thông qua các giao diện dịch vụ Các giao diện dịch vụ này được phân thành bốn loại khác nhau.

Lớp quản lý là một lớp đặc biệt, khác biệt với lớp điều khiển, có chức năng xuyên suốt để quản lý ba lớp còn lại.

Mô hình cấu trúc mạng NGN vẫn tiếp tục được các nhóm nghiên cứu của ETSI thảo luận Cấu trúc mạng NGN theo ETSI bao gồm 4 lớp:

- Lớp điều khiển và ứng dụng truyền thông

- Lớp các ứng dụng và nội dung

LỘ TRÌNH VÀ THỰC TẾ XÂY DỰNG MẠNG THẾ HỆ MỚI TẠI VIỆT NAM CỦA VNPT