Tài liệu Thiết lập mạng lõi ngn cho mạng viễn thông việt nam

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ LƯU QUANG CHƯƠNG THIẾT LẬP MẠNG LỖI NGN CHO MẠNG VIỄN THÔNG VIỆT NAM LUẬN VĂN THẠC SĨ Hà Nội- 2006 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THIẾT LẬP MẠNG LỖI NGN CHO MẠNG VIỄN THÔNG VIỆT NAM Luậm Văn Thạch Sỹ : Kỹ Thuật Điện Tử-Viễn Thông Mã số: 2.07.00 Người Hướng Dẫn :PGS TS: Nguyễn Hà Nội- 2006 1 MỤC LỤC Danh mục các hình vẽ……………………………………………………………03 Danh mục các từ viết tắt…………………………………………………………04 Mở đầu……………..…………………………………………………………..….09 Chương 1. Tổng quan mạng Viễn thông thế hệ mới (NGN) .............................. 12 1.1. Một số nhược điểm của mạng Viễn thông hiện tại .......................................... 12 1.1.1. Cứng nhắc trong việc phân bổ băng thông ............................................... 12 1.1.2. Khó khăn cho việc hợp nhất mạng .......................................................... 13 1.1.3. Khó khăn trong việc cung cấp dịch vụ mới, thiếu tính mềm dẻo .............. 13 1.1.4. Đầu tư cho mạng PSTN lớn, không linh hoạt trong việc mở rộng hệ thống. Vốn đầu tư tập trung tại các trung tâm chuyển mạch ......................................... 13 1.1.5. Giới hạn trong phát triển mạng ................................................................ 14 1.1.6. Không đáp ứng được nhu cầu của các dịch vụ dữ liệu ............................. 14 1.1.7. Khó khăn cho các nhà cung cấp dịch vụ và vận hành: .............................. 15 1.2. KháI niệm mạng Viễn thông thế hệ mới (NGN).............................................. 16 1.3. Đặc điểm của mạng NGN ............................................................................... 17 1.4. Cấu trúc của NGN .......................................................................................... 18 Chương 2. Cấu trúc mạng NGN của Việt Nam.................................................. 32 2.1. Nguyên tắc tổ chức mạng NGN của VNPT ..................................................... 32 2.1.1. Mục tiêu .................................................................................................. 32 2.1.2. Cấu trúc mạng ......................................................................................... 33 2.1.3. Lựa chọn công nghệ và tổ chức mạng ...................................................... 35 2.2. Lộ trình chuyển đổi......................................................................................... 46 2.2.1. Giai đoạn 2001-2005 ............................................................................... 46 2.2.2. Giai đoạn 2006-2010 ............................................................................... 51 2.3. Mạng đường trục NGN của VNPT.................................................................. 54 2.3.1. Cấu trúc mạng truyền dẫn đường trục hiện tại.......................................... 54 2.3.2. Định hướng xây dựng tuyến truyền dẫn đường trục quốc gia tiến tới NGN .......................................................................................................................... 54 2 Chương 3. Tính toán thiết lập mạng đường trục ............................................... 58 3.1. Dự báo nhu cầu dịch vụ Viễn thông ................................................................ 58 3.1.1. Mở đầu .................................................................................................... 58 3.1.2. Dự báo nhu cầu dịch vụ thoại: ................................................................. 59 3.1.3. Dự báo nhu cầu dịch vụ phi thoại: ........................................................... 62 3.1.4. Dự báonhu cầu dịch vụ Internet: .............................................................. 65 3.1.5. MetroNet: ................................................................................................ 68 3.1.6. Kết luận: .................................................................................................. 71 3.2. Dự báo ma trận lưu lượng: .............................................................................. 71 3.2.1. Khái niệm về lưu lượng, công thức tính lưu lượng: .................................. 71 3.2.2. Ma trận lưu lượng: ................................................................................... 73 3.2.3. Các bước dự báo lưu lượng...................................................................... 74 3.2.4. Phương pháp dự báo đã được áp dụng cho mạng Viễn thông Việt Nam: .. 75 3.3. Tính số kênh đường trục ................................................................................. 88 3.3.1. Tính số luồng xen/rẽ cho các vùng lưu lượng ......................................... 88 3.3.2. Thiết kế mạng truyền dẫn đường trục ...................................................... 89 3.4. áp dụng kết quả cho mạng đường trục NGN của VNPT năm 2010.................. 90 Kết luận Tài liệu tham khảo 3 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1 - ......................................... Cấu trúc mạng và dịch vụ NGN (góc độ dịch vụ) .............................................................................................................................. 20 Hình 2 - .............................................................. Các thực thể chức năng trong NGN .............................................................................................................................. 25 Hình 3 - ................................................... Chức năng của Media Gateway Controller .............................................................................................................................. 26 Hình 4 - ...................................................... Lớp điều khiển và ứng dụng mạng NGN .............................................................................................................................. 37 Hình 5 - ................................................. Mạng chuyển tải trong cấu trúc mạng NGN .............................................................................................................................. 42 Hình 6 - ..................................................................................... Kết nối NGN-PSTN .............................................................................................................................. 46 Hình 7 - .............................................................. Cấu hình mạng truyền dẫn tổng thể .............................................................................................................................. 55 Hình 8 - .......................... Các yếu tố chính tác động đến nhu cầu dịch vụ Viễn thông .............................................................................................................................. 59 Hình 9 - ............................................... Đường cong xu thế phát triển máy điện thoại .............................................................................................................................. 62 Hình 10 - ...................................................... Nguyên lý kết nối Internet bằng ADSL .............................................................................................................................. 66 Hình 11 - .........................................................................Dải phổ của dịch vụ ADSL .............................................................................................................................. 67 Hình 12 - ................................................ Ưu điểm vượt trội về tốc độ của MetroNet .............................................................................................................................. 69 Hình 13 - ................................. Số luồng xen rẽ tại các tổng đài ATM/IP (năm 2010) .............................................................................................................................. 90 4 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Viết tắt Tiếng Anh Nghĩa tiếng Việt ABR Available Bite Rate Tốc độ bit khả dụng ADM Add-Drop Multiplexer Bộ xen rẽ ADPCM Adaptive Difference Pulse Code Điều chế xung mã vi sai tự thích Modulation nghi Asymmetric Digital Subscriber Đường thuê bao số không đối Line xứng AIN Access Intelligent Network Mạng thông minh truy nhập AMF Asian Multimedia Forum Diễn đàn đa phương tiện châu á AN Access Node Nút truy nhập API Application Programming Giao diện lập trình ứng dụng ADSL Interface ATM Asynchronous Transfer Mode Phương thức truyền không đồng bộ B-ISDN Broadband - Intergrated Service ISDN băng rộng Digital Network BSC Base Station Controler Bộ điều khiển trạm gốc BTS Base Transceiver Station Trạm thu phát gốc CATV Cable Television Truyền hình cáp CBR Constant Bit Rate Tốc độ bit không đổi CDMA Code Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo mã CDN Cable Data Network Mạng dữ liệu cáp CL Connectionless Oriented Phi kết nối CLP Cell Lost Priority Mức ưu tiên mất tế bào CO Connection Oriented Kết nối định hướng CoS Class of Service Lớp dịch vụ CPE Customer Premise Equipment Thiết bị đầu cuối thuê bao 5 DN Digital Network Mạng số DPE Distributed Processing Môi trường xử lý phân tán Environment DSL Digital Subscriber Line Đường dây thuê bao số DWDM Density Wavelength Division Ghép kênh phân chia theo bước Multiplexing sóng dày đặc DXC Digital Cross Connection Kết nối chéo số EDFA Erbium Doped Fiber Amplifier Bộ khuếch đại sợi quang pha Erbium EDGE Enhanced Data Rates for Global Tốc độ dữ liệu nâng cao đối với Evolution tiến trình toàn cầu European Telecommunications Viện chuẩn hoá viễn thông châu Standards Institute Âu FR Frame Relay Công nghệ Frame Relay FTTB Fiber to the Building Cáp quang đến toà nhà FTTC Fiber to the Curb Cáp quang đến khu dân cư FTTH Fiber to the Home Cáp quang đến nhà GFC General Flow Control Điều khiển luồng chung GII Global Information Infrastructure Cấu trúc hạ tầng thông tin toàn ETSI cầu GSM Global System for Mobile Hệ thống thông tin di động toàn Communications cầu HEC Header Error Check Kiểm tra lỗi tiêu đề HLR Home Location Register Bộ đăng kí thường trú IETF Internet Engineering Task Force Tổ chức nghiên cứu và phát triển tiêu chuẩn Internet IN Intelligent Network Mạng thông minh IP Internet Protocol Giao thức Internet IP CDN IP Cable Data Network IP trên mạng chuyển tải cáp 6 IPoATM IP over ATM IP trên ATM IPoS IP over SDH IP trên SDH ISC International Softwitch Hiệp hội chuyển mạch mềm quốc Consortium tế Intergrated Service Digital Mạng số liên kết đa dịch vụ ISDN Network ITU International Telecommunication Hiệp hội viễn thông quốc tế Union LAN Local Area Network Mạng cục bộ LAS Local Access Switch Tổng đài truy nhập nội hạt LDP Label Distribution Protocol Giao thức phân phối nhãn LE Local Exchange Tổng đài nội hạt LSR Label Switching Router Bộ định tuyến chuyển mạch nhãn MAN Metropolitan Area network Mạng diện rộng MG Media Gateway (MGW) Cổng thiết bị MGC Media Gateway Controller Bộ điều khiển MG MGCP Media Gateway Control Protocol Giao thức điều khiển MG MPLS Multi Protocol Label Switching Chuyển mạch nhãn đa giao thức MS Mobile Subscriber Thuê bao di động MSF Multiservice Switching Forum Diễn đàn chuyển mạch đa dịch vụ MTU Max Transfer Unit Đơn vị chuyển giao cực đại NE Network Element Phần tử mạng NGN Next Generation Network Mạng thế hệ sau NIC Network Interface Card Card giao diện mạng NMC Network Management Center Trung tâm quản lý mạng NNI Network to Network Interface Giao diện mạng - mạng OADM Optical ADM Bộ ghép kênh xen/rẽ quang ODXC Optical DXC Bộ nối chéo quang OMC Operation and Maintenance Trung tâm vận hành và bảo 7 Center dưỡng ONU Optical Network Unit Thiết bị mạng quang OSPF Open Shortest Path First Định tuyến theo đường đi ngắn nhất OTDM Optical Time Diision Multiplex Ghép kênh quang theo thời gian OTN Optical Transport Network Mạng chuyển tải quang OXC Optical Cross-Connect Bộ nối chéo quang PBX Private Branch Exchange Tổng đài cơ quan, Tổng đài nhánh PDH Plesiochronous Digital Hierachy Phân cấp số cận đồng bộ PNNI Private Network - Network Giao diện mạng cá nhân- mạng Interface PON Passsive Optic Network Mạng quang thụ động POTS Plain Old Telephone Service Dịch vụ thoại thông thường PSDN Public Switching Data Network Mạng dữ liệu chuyển mạch công cộng PSTN Public Switched Telephone Mạng điện thoại chyển mạch công Network cộng PT Payload Type Kiểu tải tin QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ R Repeater Bộ lặp RAS Remote Access Server Server truy nhập từ xa SCP Service Control Point Điểm điều khiển dịch vụ SDH Synchronous Digital Hierachy Phân cấp số đồng bộ SNMP Simple Network Management Giao thức quản lý mạng đơn giản Protocol SONET Synchronous Optical Network Mạng quang đồng bộ SS7 Signaling System No 7 Hệ thống báo hiệu số 7 SVC Switched Virtual Connection Kết nối chuyển mạch ảo 8 TCP Transmission Control Protocol Giao thức điều khiển chuyển tải TDM Time Division Multiplexing Ghép kênh phân chia theo thời gian TINA TMN Telecommunication Information Hiệp hội nghiên cứu cấu trúc Networking Architecture mạng thông tin viễn thông Telecommunication Management Mạng quản lý viễn thông Network UBR Unspecified Bite Rate Tốc độ bít không xác định UDP User Datagram Protocol Giao thức sử dụng Datagram UMS Unfield Message Service Dịch vụ bản tin không cấu trúc trường UNI User Network Interface Giao diện người dùng - mạng VBR Variable Bit Rate Tốc độ bít thay đổi VC Vitual Channel Kênh ảo VCC Vitual Channel Connection Kết nối kênh ảo VCI Vitual Chanel Identifier Nhận dạng kênh ảo VDSL Very high bit rate DSL Đường thuê bao số tốc độ rất cao VLR Visitor Location Register Bộ đăng kí tạm trú VoATM Voice over ATM Voice qua ATM VoIP Voice over IP Voice qua IP VP Vitual Path Đường dẫn ảo VPC Vitual Path Connection Kết nối đường ảo VPI Vitual Path Identifier Nhận dạng đường dẫn ảo VPN Virtual Private Network Mạng riêng ảo WAN Wide Area Network Mạng diện rộng WDM Wavelength Division Ghép kênh phân chia theo bước Multiplexing sóng WLL Wireless Local Loop Mạch vòng vô tuyến nội hạt WS Work Station Trạm làm việc 9 10 MỞ ĐẦU Cùng với tốc độ phát triển mạnh mẽ trong lĩnh vực Công nghệ Viễn thông và Công nghệ thông tin, nhu cầu của khách hàng về các loại hình dịch vụ Viễn thông tăng mạnh cả về số lượng cũng như chất lượng. Mạng lưới viễn thông hiện tại cần thiết phải được thay thế bằng mạng thế hệ mới NGN, mạng phải thích ứng với mạng hiện hữu và đáp ứng được đòi hỏi phát triển trong tương lai. Một sự khác biệt lớn giữa mạng hiện tại và mạng NGN đó là: các nút mạng trong NGN được xác định chủ yếu theo các vùng lưu lượng. Trong đó VNPT đã xác định theo 5 vùng lưu lượng: Miền Bắc, Hà Nội, Miền Trung, Thành phố Hồ Chí Minh và Miền Nam. Để thực hiện truyền tải lưu lượng giữa 5 vùng lưu lượng cần thiết lập mạng lõi bao gồm các tổng đài lõi MPLS hoặc ATM/IP kết nối với thiết bị truyền dẫn đường trục để tạo ra mạng truyền tải đảm bảo về mặt kỹ thuật công nghệ và đạt hiệu quả kinh tế cao. Nội dung chính của luận văn tốt nghiệp sẽ đưa ra phương pháp luận và kết quả tính toán lưu lượng để xác định kích cỡ mạng lõi của VNPT năm 2010. Thiết lập mạng lõi NGN của Việt Nam cần giải quyết các nội dung sau: 1. Xác định cấu hình mạng NGN: đã được xác định là 5 tổng đài lõi [2] 2. Định cỡ mạng lõi: bao gồm định cỡ đường truyền dẫn và các nút chuyển mạch lõi. Sau khi đã định cỡ mạng truyền dẫn đường trục, kích cỡ các nút chuyển mạch lõi cũng đã được xác định tương ứng. Vì vậy nhiệm vụ chính của đề tài là Thiết lập mạng lõi NGN cho mạng Viễn thông Việt Nam được tập chung vào định cỡ mạng đường trục năm 2010. Nội dung của luận văn bao gồm các phần chính như sau: Chương 1: Tổng quan mạng Viễn thông thế hệ mới Chương 2: Cấu trúc mạng NGN của Việt Nam Chương 3: Tính toán thiết lập mạng đường trục 11 Trong quá trình thực hiện đề tài, tôi xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tình của thầy PGS.TS Nguyễn Cảnh Tuấn - và các thầy cô trường Đại học Công nghệ đã giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập tại trường. 12 CH¦¥NG 1. TỔNG QUAN MẠNG VIỄN THÔNG THẾ HỆ MỚI (NGN) 1.1. Một số nhược điểm của mạng Viễn thông hiện tại Dựa trên nền tảng công nghệ TDM và hệ thống báo hiệu số 7 mạng Viễn thông hiện tại vẫn có khả năng cung cấp tốt các dịch vụ viễn thông bình thường như thoại hay Fax với chất lượng khá ổn định, tuy nhiên do đòi hỏi nhu cầu của khách hàng ngày càng tăng làm bộc lộ những hạn chế không thể khắc phục được của mạng hiện tại. Ngày nay thị trường viễn thông trong nước và thế giới đang ở trong cuộc cạnh tranh quyết liệt do việc xóa bỏ độc quyền nhà nước mở cửa tự do cho tất cả các thành phần kinh tế. Các nhà cung cấp dịch vụ đang phải đứng trước sức ép giảm giá thành đồng thời tăng chất lượng dịch vụ. Sự xuất hiện dịch vụ Internet và sự phát triển bùng nổ của nó dẫn đến những sự thay đổi đột biến về cơ sở mạng buộc các nhà cung cấp dịch vụ phải xây dựng mạng lưới có tính đột phá nhằm đáp ứng nhu cầu của khach hàng. Một số hạn chế của mạng hiện tại cần đươc khác phục. 1.1.1. Cứng nhắc trong việc phân bổ băng thông Mạng PSTN dựa trên công nghệ TDM trong đó đường truyền được phân chia thành các khung cố định là 125 s. Mỗi khung được chia thành các khe thời gian (Timeslot). Kênh cơ sở được tính tương đương với một khe thời gian tức là 64 kbit/s. Điều này dẫn đến một số bất lợi, ví dụ như đối với nhiều loại dịch vụ đòi hỏi băng thông thấp hơn thì cũng không được, hay như đối với các dịch vụ có nhu cầu băng thông thay đổi thì TDM cũng không thể đáp ứng được. Cuộc gọi TDM được phân bổ lượng băng thông cố định (N x 64 kbit/s) và các khe thời gian này được chiếm cố định trong suốt thời gian diễn ra kết nối dẫn đến lãng phí băng thông. Chuyển mạch gói quản lý băng thông mềm dẻo theo nhu cầu dịch vụ cho nên rất tiết kiệm băng thông. [7] 13 1.1.2. Khó khăn cho việc hợp nhất mạng Mạng ngày nay cung cấp các loại dịch vụ viễn thông khác nhau như thoại, dữ liệu hay video trên các mạng tách biệt nhau. Mỗi mạng lại yêu cầu phương pháp thiết kế, sản xuất, vận hành, bảo dưỡng khác nhau. Đặc biệt mỗi mạng chỉ truyền được các dịch vụ độc lập riêng. Tài nguyên sẵn có trong một mạng không thể chia sẻ cho các mạng khác cùng sử dụng. Nỗ lực tổ hợp tất cả các mạng này thành một mạng duy nhất được thực hiện từ những năm 80 với mô hình mạng ISDN băng hẹp vẫn dựa trên nền công nghệ TDM, xong cũng gặp phải một số khó khăn như tốc độ thấp, thiết bị mạng cồng kềnh, phức tạp, ý tưởng mạng ISDN băng rộng dựa trên nền công nghệ ATM được đưa ra có vẻ như quá đắt đỏ đối với người tiêu dùng. Vả lại ATM cũng không linh hoạt khi hoạt động ở tốc độ thấp. 1.1.3. Khó khăn trong việc cung cấp dịch vụ mới, thiếu tính mềm dẻo Trong mạng PSTN, toàn bộ phần “thông minh” của mạng đều tập trung ở các tổng đài. Một dịch vụ mới được triển khai bắt đầu từ tổng đài đến đến sự thay đổi phần mềm đôi khi cả phần cứng của tổng đài, điều này rất phức tạp và tốn kém. Nhu cầu khách hàng không ngừng tăng, nhiều loại dịch vụ mới không thể thực hiện trên nền mạng TDM. Sự ra đời của các công nghệ mới ảnh hưởng mạnh mẽ tới tốc độ truyền tín hiệu. Ngoài ra, sẽ xuất hiện nhiều dịch vụ truyền thông trong tương lai mà hiện nay chưa dự đoán được, mỗi loại dịch vụ sẽ có tốc độ truyền khác nhau. Ta dễ dàng nhận thấy mạng hiện tại sẽ rất khó thích nghi với những đòi hỏi này. 1.1.4. Đầu tư cho mạng PSTN lớn, không linh hoạt trong việc mở rộng hệ thống. Vốn đầu tư tập trung tại các trung tâm chuyển mạch Thực tế đầu tư cho các thiết mạng PSTN rất lớn (so với mạng IP). Các tổng đài thường rất đắt, cần phải đầu tư cả cục. Chi phí nhân công cho việc vận hành, bảo dưỡng mạng rất cao. Kém hiệu quả trong việc bảo dưỡng, vận hành. Các chức năng phần cứng và phần mềm cũng tập trung tại các tổng đài nên phức tạp 14 khi thay đổi. Mạng có nhiều cấp gây phức tạp trong việc phối hợp hệ thống báo hiệu, đồng bộ và việc triển khai dịch vụ mới. Phức tạp trong việc thiết lập Trung tâm quản lý mạng, hệ thống tính cước, chăm sóc khách hàng v.v... Mặt khác, mạng viễn thông hiện nay được thiết kế nhằm mục đích khai thác dịch vụ thoại là chủ yếu. Do đó, đứng ở góc độ này, mạng đã phát triển tới một mức gần như giới hạn về sự cồng kềnh và mạng tồn tại một số khuyết điểm cần khắc phục. 1.1.5. Giới hạn trong phát triển mạng Các tổng đài chuyển mạch nội hạt đều sử dụng kỹ thuật chuyển mạch kênh, trong đó các kênh thoại đều có tốc độ 64 kbit/s. Quá trình báo hiệu và điều khiển cuộc gọi liên hệ chặt chẽ với cơ cấu chuyển mạch. Ngày nay, những lợi ích về mặt kinh tế của thoại gói đang thúc đẩy sự phát triển của cả mạng truy nhập và mạng đường trục từ chuyển mạch kênh sang gói. Và bởi vì thoại gói đang dần được chấp nhận rộng rãi trong cả mạng truy nhập và mạng đường trục, các tổng đài chuyển mạch kênh nội hạt truyền thống đóng vai trò cầu nối của cả hai mạng gói này. Việc chuyển đổi gói sang kênh phải được thực hiện tại cả hai đầu vào ra của chuyển mạch kênh, làm phát sinh những chi phí phụ không mong muốn và tăng thêm trễ truyền dẫn cho thông tin, đặc biệt ảnh hưởng tới những thông tin nhạy cảm với trễ đường truyền như tín hiệu thoại. Nếu tồn tại một giải pháp mà trong đó các tổng đài nội hạt có thể cung cấp dịch vụ thoại và các dịch vụ tuỳ chọn khác ngay trên thiết bị chuyển mạch gói, thì sẽ không phải thực hiện các chuyển đổi không cần thiết nữa. Điều này mang lại lợi ích kép là làm giảm chi phí và tăng chất lượng dịch vụ (giảm trễ đường truyền), và đó cũng là một bước quan trọng tiến gần tới cái đích cuối cùng, mạng NGN. 1.1.6. Không đáp ứng được nhu cầu của các dịch vụ dữ liệu Ngày nay dịch vụ Internet phát triển với tốc độ chóng mặt, lưu lượng Internet tăng với cấp số nhân theo từng năm và triển vọng sẽ còn tăng mạnh vào những năm sau. Trong khi lưu lượng thoại cố định dường như có xu hướng bão 15 hòa thậm chí giảm ở một số nước phát triển. Trên thế giới cũng như ử Việt Nam, Internet đã thâm nhập vào mọi góc cạnh của đời sống xã hội với các mục đích đa dạng như: đào tạo từ xa, y tế từ xa, chính phủ điện tử hay tin học hóa xã hội vv... Sự bùng nổ lưu lượng thông tin đã khám phá sự kém hiệu quả của chuyển mạch kênh TDM. Chuyển mạch kênh truyền thống chỉ dùng để truyền các lưu lượng thoại có thể dự đoán trước, và nó không hỗ trợ lưu lượng dữ liệu tăng đột biến một cách hiệu quả. Khi lượng dữ liệu tăng vượt lưu lượng thoại, đặc biệt đối với dịch vụ truy cập Internet quay số trực tiếp, thường xảy ra nghẽn mạch do nguồn tài nguyên hạn hẹp. Hiện tại dịch vụ Internet phát triển nhanh đến chóng mặt tại Nhật Bản. Trong xã hội “thông tin tri thức”, dường như mọi hoạt động đều có liên quan tới Internet như học tập, nghiên cứu khoa học và vui chơi giải trí, dịch vụ đa phương tiện tăng mạnh đòi hỏi lượng băng thông lớn. Nhu cầu về dịch vụ IP VPN cũng rất lớn. Nhiều dịch vụ giá trị gia tăng dựa trên mạng Internet xuất hiện thúc đẩy nhu cầu truy cập mạng tăng lên. 1.1.7. Khó khăn cho các nhà cung cấp dịch vụ và vận hành: - Kiến trúc tổng đài độc quyền làm cho các nhà khai thác gần như phụ thuộc hoàn toàn vào các nhà cung cấp tổng đài. Điều này không những làm giảm sức cạnh tranh cho các nhà khai thác, đặc biệt là những nhà khai thác nhỏ, mà còn tốn nhiều thời gian và tiền bạc khi muốn nâng cấp và ứng dụng các phần mềm mới. - Các tổng đài chuyển mạch kênh đã khai thác hết năng lực và trở nên lạc hậu đối với nhu cầu của khách hàng. Các chuyển mạch Class5 đang tồn tại làm hạn chế khả năng sáng tạo và triển khai các dịch vụ mới, từ đó dẫn đến việc làm giảm lợi nhuận của các nhà khai thác. Đứng trước tình hình phát triển của mạng viễn thông hiện nay, các nhà khai thác nhận thấy rằng sự hội tụ giữa mạng PSTN và mạng PSDN” là chắc chắn xảy ra. Họ cần có một cơ sở hạ tầng duy nhất cung cấp cho mọi dịch vụ (tương 16 tự - số, băng hẹp - băng rộng, cơ bản - đa phương tiện,...) để việc quản lý tập trung, giảm chi phí bảo dưỡng và vận hành, đồng thời hỗ trợ các dịch vụ của mạng hiện nay 1.2. Khái niệm mạng viễn thông thế hệ mới (NGN) Mạng viễn thông thế hệ mới có nhiều tên gọi khác nhau, chẳng hạn: - Mạng đa dịch vụ (cung cấp nhiều loại dịch vụ khác nhau); - Mạng hội tụ (hỗ trợ cho cả lưu lượng thoại và dữ liệu, cấu trúc mạng hội tụ); - Mạng phân phối (phân phối tính thông minh cho mọi phần tử trong mạng); - Mạng nhiều lớp (mạng được phân phối ra nhiều lớp mạng có chức năng độc lập nhưng hỗ trợ nhau thay vì một khối thống nhất như trong mạng TDM). Cho tới hiện nay, mặc dù các tổ chức viễn thông quốc tế và cung các nhà cung cấp thiết bị viễn thông trên thế giới đều rất quan tâm và nghiên cứu về chiến lược phát triển NGN nhưng vẫn chưa có một khái niệm cụ thể và chính xác nào cho mạng NGN. Do đó định nghĩa mạng NGN nêu ra ở đây không thể bao hàm hết mọi chi tiết về mạng thế hệ mới, nhưng nó có thể tương đối là khái niệm chung nhất khi đề cập đến NGN. Bắt nguồn từ sự phát triển của công nghệ thông tin, công nghệ chuyển mạch gói và công nghệ truyền dẫn băng rộng, mạng thông tin thế hệ mới (NGN) ra đời là mạng có cơ sở hạ tầng thông tin duy nhất dựa trên công nghệ chuyển mạch gói, triển khai các dịch vụ một cách đa dạng và nhanh chóng, đáp ứng sự hội tụ giữa thoại và số liệu, giữa cố định và di động. Như vậy, có thể xem mạng thông tin thế hệ mới ở gia đoạn quá độ là sự tích hợp mạng thoại PSTN, chủ yếu dựa trên kỹ thuật TDM, với mạng chuyển mạch gói, dựa trên kỹ thuật IP/ATM. Nó có thể truyền tải tất cả các dịch vụ vốn có của PSTN đồng thời cũng có thể nhập một lượng dữ liệu rất lớn vào mạng IP, nhờ đó có thể giảm nhẹ gánh nặng của PSTN. Tuy nhiên, NGN không chỉ đơn thuần là sự hội tụ giữa thoại và dữ liệu mà còn là sự hội tụ giữa truyền dẫn quang và công nghệ gói, giữa mạng cố định và di động. Vấn đề chủ đạo ở đây là làm sao có thể tận dụng hết lợi thế đem đến từ quá 17 trình hội tụ này. Một vấn đề quan trọng khác là sự bùng nổ nhu cầu của người sử dụng cho một khối lượng lớn dịch vụ và ứng dụng phức tạp bao gồm cả đa phương tiện, phần lớn trong đó là không được trù liệu khi xây dựng các hệ thống mạng hiện nay. 1.3. Đặc điểm của mạng NGN Mạng NGN có bốn đặc điểm chính: 1. Nền tảng là hệ thống mạng mở. 2. Mạng NGN là do mạng dịch vụ thúc đẩy, nhưng dịch vụ phải thực hiện độc lập với mạng lưới. 3. Mạng NGN là mạng chuyển mạch gói, dựa trên một giao thức thống nhất. 4. Là mạng có dung lượng ngày càng tăng, có tính thích ứng cũng ngày càng tăng, có đủ dung lượng để đáp ứng nhu cầu. Trước hết, do áp dụng cơ cấu mở mà: - Các khối chức năng của tổng đài truyền thống chia thành các phần tử mạng độc lập, các phần tử được phân theo chức năng tương ứng, và phát triển một cách độc lập. - Giao diện và giao thức giữa các bộ phận phải dựa trên các tiêu chuẩn tương ứng. Việc phân tách làm cho mạng viễn thông vốn có dần dần đi theo hướng mới, nhà kinh doanh có thể căn cứ vào nhu cầu dịch vụ để tự tổ hợp các phần tử khi tổ chức mạng lưới. Việc tiêu chuẩn hóa giao thức giữa các phần tử có thể thực hiện nối thông giữa các mạng có cấu hình khác nhau. Tiếp đến, mạng NGN là mạng dịch vụ thúc đẩy, với đặc điểm của: - Chia tách dịch vụ với điều khiển cuộc gọi. - Chia tách cuộc gọi với truyền tải. Mục tiêu chính của chia tách là làm cho dịch vụ thực sự độc lập với mạng, thực hiện một cách linh hoạt và có hiệu quả việc cung cấp dịch vụ. Thuê bao có thể tự bố trí và xác định đặc trưng dịch vụ của mình, không quan tâm đến mạng truyền 18 tải dịch vụ và loại hình đầu cuối. Điều đó làm cho việc cung cấp dịch vụ và ứng dụng có tính linh hoạt cao. Bên cạnh đó, NGN là mạng chuyển mạch gói, giao thức thống nhất. Mạng thông tin hiện nay, dù là mạng viễn thông, mạng máy tính hay mạng truyền hình cáp, đều không thể lấy một trong các mạng đó làm nền tảng để xây dựng cơ sở hạ tầng thông tin. Nhưng mấy năm gần đây, cùng với sự phát triển của công nghệ IP, người ta mới nhận thấy rõ ràng là mạng viễn thông, mạng máy tính và mạng truyền hình cáp cuối cùng rồi cũng tích hợp trong một mạng IP thống nhất, đó là xu thế lớn mà người ta thường gọi là “dung hợp ba mạng”. Giao thức IP làm cho các dịch vụ lấy IP làm cơ sở đều có thể thực hiện nối thông các mạng khác nhau; con người lần đầu tiên có được giao thức thống nhất mà ba mạng lớn đều có thể chấp nhận được; đặt cơ sở vững chắc về mặt kỹ thuật cho hạ tầng cơ sở thông tin quốc gia. Giao thức IP thực tế đã trở thành giao thức ứng dụng vạn năng và bắt đầu được sử dụng làm cơ sở cho các mạng đa dịch vụ, mặc dù hiện tại vẫn còn ở thế bất lợi so với các chuyển mạch kênh về mặt khả năng hỗ trợ lưu lượng thoại và cung cấp chất lượng dịch vụ đảm bảo cho số liệu. Tốc độ đổi mới nhanh chóng trong thế giới Internet, mà nó được tạo điều kiện bởi sự phát triển của các tiêu chuẩn mở sẽ sớm khắc phục những thiếu sót này. 1.4. Cấu trúc của NGN [7] Cho đến nay, mạng thế hệ sau vẫn là xu hướng phát triển mới mẻ, chưa có một khuyến nghị chính thức nào của Liên minh Viễn thông thế giới ITU về cấu trúc của nó. Nhiều hãng viễn thông lớn đã đưa ra mô hình cấu trúc mạng thế hệ mới như Alcatel, Ericssion, Nortel, Siemens, Lucent, NEC,… Bên cạnh việc đưa ra nhiều mô hình cấu trúc mạng NGN khác nhau và kèm theo là các giải pháp mạng cũng như những sản phẩm thiết bị mới khác nhau. Các hãng đưa ra các mô hình cấu trúc tương đối rõ ràng và các giải pháp mạng khá cụ thể là Alcatel, Siemens, Ericsions. Nhìn chung từ các mô hình này, cấu trúc mạng mới có đặc điểm chung là bao gồm các lớp chức năng sau : - Lớp truy nhập (Access + Transport/ Core)