Mạng NGN - Nghiên cứu hướng chuyển đổi lên mạng NGN của mạng viễn thông Hà Nội

- BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LÊ TÙNG TIẾN MẠNG NGN-NGHIÊN CỨU HƯỚNG CHUYỂN ĐỔI LÊN MẠNG NGN CỦA MẠNG VIỄN THÔNG HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC HÀ NỘI -2005 NGÀNH: ĐIỆN TỬ-VIỄN THÔNG MÃ SỐ: Người hướng dẫn khoa học: TS.
- HƯỚNG PHÁT TRIỂN MẠNG NGN ĐỐI VỚI CÁC NHÀ CUNG CẤP DỊCH VỤ KHÁC NHAU.
- Nhà cung cấp dịch vụ cố định ESP (Established Service Provider)9 1.2.1.1 Đối với mạng điện thoại PSTN.
- Đối với mạng truy nhập.
- Nhà cung cấp dịch vụ mới ISP/ASP (Internet Service Provider/Application Service Provider.
- CÁC THÀNH PHẦN CỦA MẠNG NGN.
- CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ TRONG MẠNG THẾ HỆ SAU.
- Tổng quát về chất lượng dịch vụ (QoS.
- Dành quyền ưu tiên với một số dịch vụ/người dùng.
- CÁC DỊCH VỤ NGN.
- Xu hướng các dịch vụ trong tương lai.
- Các đặc trưng của dịch vụ NGN.
- Các dịch vụ chính trong mạng NGN.
- Dịch vụ thoại (Voice Telephony.
- Dịch vụ dữ liệu ( Data Service.
- Dịch vụ đa phương tiện (Multimedia Service.
- Dịch vụ sử dụng mạng riêng ảo (VPN.
- Dịch vụ chuyển cuộc gọi (Call Center Service.
- Kiến trúc dịch vụ NGN.
- Giao diện các dịch vụ mở API.
- Tổng quan báo hiệu trong chuyển mạch mềm.
- Giao thức MGCP.
- Giao thức SIGTRAN.
- 72 CHƯƠNG 3: GIẢI PHÁP PHÁT TRIỂN MẠNG NGN CỦA MỘT SỐ HÃNG VIỄN THÔNG NƯỚC NGOÀI TẠI VIỆT NAM.
- Chuyển mạch thế hệ sau.
- Truy nhập thế hệ sau.
- Cải tiến chuyển mạch kênh.
- Truy nhập đa dịch vụ (Multi-service Access.
- Các dịch vụ tiên tiến.
- 86 CHƯƠNG 4: NGHIÊN CỨU HƯỚNG CHUYỂN ĐỔI LÊN MẠNG NGN CỦA MẠNG MẠNG VIỄN THÔNG HÀ NỘI.
- NGUYÊN TẮC THỰC HIỆN TRIỂN KHAI MẠNG NGN.
- ĐỀ XUẤT CHO VIỆC PHÁT TRIỂN MẠNG NGN CỦA VNPT.
- NGUYÊN TẮC TỔ CHỨC MẠNG NGN CỦA VNPT.
- Tổ chức lớp ứng dụng và dịch vụ.
- Tổ chức lớp điều khiển.
- Tổ chức lớp truy nhập.
- Nâng cấp mạng Viễn thông Bưu điện Hà nội lên mạng NGN.
- 107 Lª Tïng TiÕn- Cao häc §TVT 2003 5 LỜI NÓI ĐẦU Sự phát triển như vũ bão của công nghệ viễn thông và dịch vụ viễn thông-tin học, đặc biệt là internet và các dịch vụ truyền thông tốc độ cao khiến những mạng hiện tại không thể đáp ứng được.
- Sự ra đời của mạng thế hệ sau NGN (Next Generation Network) là một quá trình phát triển tất yếu của công nghệ và dịch vụ viễn thông -tin học, nó cho phép các nhà khai thác viễn thông có được một chi phí đầu tư thấp nhưng có khả năng thu lợi nhuận cao.
- Trong tương lai không xa, mạng NGN sẽ thay thế hoàn toàn mạng hiện tại, việc nghiên cứu nắm bắt công nghệ mới đặc biệt là chuyển mạch mềm và các giao thức mới của mạng NGN là hết sức quan trọng.
- Trong cuốn luận văn này em đã nghiên cứu một số vấn đề của mạng NGN, công nghệ chuyển mạch mềm và các giao thức, một số phân tích và đề xuất của cho mạng viễn thông Hà nội khi chuyển lên mạng thế hệ mới.
- Chương I: Giới thiệu về mạng thế hệ mới NGN ❖ Chương II: Công nghệ chuyển mạch mềm SOFTSWITCH ❖ Chương III: Giải pháp phát triển mạng NGN của một số hãng viễn thông nước ngoài tại Việt nam.
- Chương IV: Nghiên cứu hướng chuyển đổi lên mạng NGN của mạng viễn thông Hà nội.
- Trong những năm tới với sự phát triển của mạng Internet, các nhà sản xuất viễn thông đang định hướng cung cấp sản phẩm dịch vụ theo hình thức mới thích hợp với mọi loại thiết bị nào, tại bất kỳ thời gian nào và bất kỳ ở đâu.
- Với sự tác động của hai yếu tố: sự gia tăng nhu cầu của khách hàng về dịch vụ và sự ra đời của những công nghệ mới, hạ tầng viễn thông của mỗi nước đang đứng trước những bước ngoặt.
- Sự gia tăng nhu cầu của khách hàng về loại hình dịch vụ không chỉ là tín hiệu thoại mà bao gồm cả hình ảnh, dữ liệu và các dịch vụ đa phương tiện…v.v.
- Sử dụng băng tần không linh hoạt - Lãng phí tài nguyên hệ thống - Không có cơ chế phát hiện và sửa lỗi - Hiệu năng sử dụng mạng không cao … Mạng chuyển mạch gói dựa trên giao thức IP được coi là giải pháp công nghệ đáp ứng sự gia tăng nhu cầu về dịch vụ của khách hàng.
- Mạng IP cho phép cung cấp các loại hình dịch vụ đa dạng, phong phú bao gồm cả dịch vụ đa phương tiện chứ không riêng gì dịch vụ thoại.
- Như vậy, để đáp ứng nhu cầu của khách hàng các nhà quản trị mạng có hai sự lựa chọn hoặc xây dựng một cơ sở hạ tầng hoàn toàn mới cho mạng IP hoặc xây dựng một mạng có khả năng cung cấp các dịch vụ IP bằng cách nâng cấp trên cơ sở mạng PSTN hiện có.
- NGN là sự tích hợp cấu trúc mạng hiện tại với cấu trúc mạng đa dịch vụ dựa trên cơ sở hạ tầng sẵn có, với sự hợp nhất các hệ thống quản lý và điều khiển.
- Các ứng dụng cơ bản bao gồm thoại, hội nghị truyền hình, nhắn tin hợp nhất (unified messaging) như voice mail, email và fax mail, cùng nhiều dịch vụ tiềm năng khác.
- Sử dụng công nghệ chuyển mạch mềm (SW-SoftSwitch) thay thế các thiết bị tổng đài chuyển mạch phần cứng (hardware) cồng kềnh.
- Các mạng của từng dịch vụ riêng rẽ được kết nối với nhau thông qua sự điều khiển của một thiết bị tổng đài duy nhất, thiết bị tổng đài này dựa trên công nghệ chuyển mạch mềm SW được ví như là trái tim của NGN.
- Các loại tín hiệu được truyền tải theo kỹ thuật chuyển mạch gói, xu hướng sắp tới tiến dần lên sử dụng mạng IP với kỹ thuật QoS như MPLS.
- Mạng băng thông rộng cung cấp đa dịch vụ: Mạng truyền dẫn quang với công nghệ WDM hay DWDM.
- Ứng dụng SCP Portal Service1 Service 2 CSCF GMSC HSS MGCF IP/ATM Backbone PSTN Internet TGW WGW WGW AGW TD-CDMA CDMA2000 TD-SCDMA WCDMA Lớp dịch vụ Lớp điều khiển Lớp lõi Lớp truy nhập Hình số 1-1 : Mạng thế hệ mới NGN (NEXT GENERATION NETWORK) Lª Tïng TiÕn- Cao häc §TVT 2003 8 Các dịch vụ phát triển tiếp theo của mạng hiện tại Các dịch vụ phát triển tiếp theo của mạng thế hệ sau Các dịch vụ hiện nay của mạng hiện tại Sự phát triển mạng Sự phát triển dịch vụ Hình 1.3: Xu hướng phát triển mạng và dịch vụ theo quan điểm dựa trên cơ sở mạng hiện tại 1.2.
- HƯỚNG PHÁT TRIỂN MẠNG NGN ĐỐI VỚI CÁC NHÀ CUNG CẤP DỊCH VỤ KHÁC NHAU Có 2 hướng để phát triển mạng NGN: xây dựng một mạng NGN hoàn toàn mới và xây dựng mạng NGN dựa trên cơ sở mạng hiện có.
- Trước hết sẽ xét 2 quan điểm trên dựa vào yếu tố sự phát triển mạng và phát triển dịch vụ qua các hình 1.2 và 1.3.
- Ở Việt Nam, việc xây dựng mạng NGN được nhìn dưới 2 góc độ của 2 nhà khai thác dịch vụ khác nhau: các nhà cung cấp dịch vụ truyền thống (còn gọi là các nhà cung cấp dịch vụ cố định ESP – Established Service Provider) và các nhà cung cấp dịch vụ mới (còn có tên các nhà cung cấp dịch vụ Internet ISP – Internet Service Provider hoặc nhà cung cấp dịch vụ ứng dụng ASP – Application Service Provider).
- Các dịch vụ phát triển tiếp theo của mạng thế hệ sau Các dịch vụ hiện nay của mạng hiện tại Sự phát triển mạng Sự phát triển dịch vụ Các dịch vụ của mạng thế hệ sau Hình 1.2: Xu hướng phát triển mạng và dịch vụ theo quan điểm xây dựng một mạng hoàn toàn mới Lª Tïng TiÕn- Cao häc §TVT .
- Nhà cung cấp dịch vụ cố định ESP (Established Service Provider) 1.2.1.1 Đối với mạng điện thoại PSTN ▪ Giảm số lượng các phần tử mạng xếp chồng, tối ưu hóa mạng PSTN.
- Tổ chức lại mạng để có năng lực xử lý dịch vụ băng rộng.
- Từng bước triển khai các chuyển mạch thế hệ mới.
- Triển khai các cổng tích hợp VoATM-GW/ VoIP-GW, các giao thức chuyển mạch mềm (MeGaCo, MGCP, SIP, SIGTRAN, BICC), định hướng chuyển mạch quá giang sang mạng NGN.
- Đồng thời lắp đặt các cổng điều khiển phương tiện MGC, thực hiện chuyển đổi mạng NGN ở cấp quá giang.
- Đối với mạng truy nhập ▪ Đầu tiên là bắt đầu triển khai một số dịch vụ đa phương tiện: dịch vụ truy nhập băng rộng ADSL, đồng thời đưa vào sử dụng chuyển mạch mềm và khối tập trung thuê bao thế hệ mới có hỗ trợ băng rộng.
- Khi giá thành của chuyển mạch sử dụng trong NGN đã thấp hơn so với chuyển mạch kênh, QoS trong mạng NGN đã được chuẩn hóa ta sẽ triển khai thêm các đường dây điện thoại hay chuyển kết nối khách hàng từ các bộ tập trung thuê bao truyền thống đến mạng truy nhập NGN.
- Đồng thời ta sẽ lắp đặt chuyển mạch mềm cho tổng đài nội hạt và lắp đặt các Access Gateway để nối mạng hiện tại với mạng lõi chuyển mạch gói của NGN.
- Nhà cung cấp dịch vụ mới ISP/ASP (Internet Service Provider/Application Service Provider) Do các nhà khai thác này đã có sẵn hạ tầng chuyển mạch gói nên họ rất thuận lợi trong việc xây dựng mạng NGN.
- Về cấu trúc mạng thì phải giảm các cấp chuyển mạch đặc biệt là các tổng đài nội hạt, chuyển các loại thuê bao sang thành thuê bao NGN.
- CẤU TRÚC MẠNG Mạng NGN được dựa trên 2 khái niệm chính đó là.
- Cấu trúc mạng NGN bao gồm 4 lớp chức năng.
- Lớp truy nhập dịch vụ (Service access layer.
- Lớp chuyền tải dịch vụ (Service Transport/Core Layer.
- Lớp ứng dụng, dịch vụ (application/service layer) Lớp điều khiển Lớp ứng dụng dịch vụ Lớp chuyển tải dịch vụ Giao tiếp chuẩn Giao tiếp chuẩn Mạng lõi Thành phần NGN Lª Tïng TiÕn- Cao häc §TVT 2003 11 Lớp ứng dụng dịch vụ: cung cấp các ứng dụng, dịch vụ như mạng thông minh IN (Intelligent Network), trả tiền trước, dịch vụ giá trị gia tăng internet cho khách hàng thông qua lớp điều khiển…Hệ thống ứng dụng và dịch vụ mạng này liên kết với lớp điều khiển thông qua các giao diện mở API.
- Nhờ các giao diện mở này mà nhà cung cấp dịch vụ có thể phát triển các ứng dụng và triển khai nhanh chóng các dịch vụ mạng.
- Lớp điều khiển: bao gồm các hệ thống điều khiển kết nối cuộc gọi giữa các thuê bao thông qua việc điều khiển các thiết bị chuyển mạch (ATM+IP) của lớp chuyển tải và các thiết bị truy nhập của lớp truy nhập.
- Lớp điều khiển có chức năng kết nối cuộc gọi thuê bao với lớp ứng dụng/dịch vụ.
- Lớp truyền tải dịch vụ: Bao gồm các nút chuyển mạch (ATM+IP) và các hệ thống truyền dẫn (SDH, WDM), thực hiện chức năng chuyển mạch, định tuyến các cuộc gọi giữa các thuê bao của lớp truy nhập dưới sự điều khiển của thiết bị điều khiển cuộc gọi thuộc lớp đó.
- Lớp truy nhập dịch vụ: Bao gồm các thiết bị truy nhập cung cấp các cổng kết nối với thiết bị đầu cuối thuê bao qua hệ thống mạng ngoại vi cáp đồng, hoặc cáp quang, hoặc thông qua môi trường vô tuyến (thông tin di động, vệ tinh, truy nhập vô tuyến cố định.
- CÁC THÀNH PHẦN CỦA MẠNG NGN Mối tương quan giữa cấu trúc phân lớp chức năng và các thành phần chính của mạng NGN được mô tả trong hình 1.5: Theo hình 1.5 ta nhận thấy, các loại thiết bị đầu cuối kết nối đến mạng truy nhập (Access Network), sau đó kết nối đến các cổng truyền thông (Media Gateway) nằm ở biên của mạng trục.
- Thiết bị quan trọng nhất của NGN là Lớp truy nhập dịch vụ Thiết bị đầu cuối Thành phần có liên quan đến NGN Hình số 1.4: Cấu trúc của mạng NGN Lª Tïng TiÕn- Cao häc §TVT 2003 12 chuyển mạch SW nằm ở tâm của mạng trục (hay còn gọi là mạng lõi).
- SW điều khiển các chức năng chuyển mạch và định tuyến qua các giao thức.
- Mô tả hoạt động của các thành phần: Thiết bị chuyển mạch mềm SW: thiết bị SW là thiết bị đầu não trong mạng NGN.
- Nó làm nhiệm vụ điều khiển cuộc gọi, báo hiệu và có tính năng tạo một cuộc gọi trong mạng NGN hoặc xuyên qua nhiều mạng khác (ví dụ: mạng PSTN, ISDN).
- Chuyển mạch SW còn được gọi là tác nhân cuộc gọi- Call Agent (vì chức năng điều khiển cuộc gọi của nó), hoặc Media Gateway Controller-MGC (chức năng điều khiển cổng truyền thông).
- TGW Lớp ứng dụng/dịch vụ Lớp điều khiển Lớp Chuyển mạch Thiết bị chuyển mạch mềm Mạng truy nhập Thiết bị đầu cuối WGW AGW TGW: Cổng truyền thôngtrung kế AGW: Cổng truyền thông truy nhập.
- Ở mạng hiện nay, lưu lượng thoại từ thuê bao được kết nối đến tổng đài chuyển mạch PSTN khác bằng giao thức V5.2 thông qua cổng truy nhập.
- Các dịch vụ và ứng dụng trên mạng NGN được quản lý và cung cấp bởi các máy chủ dịch vụ (server).
- Lª Tïng TiÕn- Cao häc §TVT 2003 14 Chi tiết về hoạt động của các thành phần mạng NGN sẽ được nghiên cứu chi tiết trong chương 2: Công nghệ chuyển mạch mềm.
- So sánh thành phần mạng NGN với cấu trúc mạng chuyển mạch truyền thống,ta thấy các chức năng xử lý cuộc gọi, chức năng chuyển mạch và giao diện trước đây được tổ hợp tại trung tâm chuyển mạch thì nay với mạng NGN các chức năng này được tách ra riêng biệt (xem hình vẽ 1.6).
- Với kiến trúc như trên mạng NGN sẽ đem lại nhiều lợi ích với các năng lực đầy hứa hẹn như.
- Nhờ sự độc lập giữa chức năng truyền dẫn và điều khiển, việc cung cấp dịch vụ mới chỉ đơn giản là việc bổ sung thêm các server vào lớp dịch vụ nặng phía trên truyền dẫn.
- Lớp điều khiển dịch vụ độc lập với lớp truyền dẫn cũng làm giảm thiểu ảnh hưởng của việc ứng dụng các công nghệ mới.
- Tất cả các loại hình dịch vụ đều có thể chia sẻ chung một mạng lõi, lưu lượng thoại và dữ liệu không cần phải phân biệt.
- Chuyển mạch (Switching) Giao diện (Interface) Mạng chuyển mạch gói (packet network) Cổng truyền thông (Gateways) Xử lý cuôc gọi (Call procesing) Xử lý cuôc gọi (Call Server) Các thành phần NGN Trung tâm chuyển mạch Hình số 1.6: Các thành phần NGN Lª Tïng TiÕn- Cao häc §TVT 2003 15 - Có khả năng cung cấp các dịch vụ đa phương tiện multimedia.
- CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ TRONG MẠNG THẾ HỆ SAU: 1.5.1.
- Tổng quát về chất lượng dịch vụ (QoS): Trước tiên chúng ta cần làm rõ khái niệm về QoS.
- Nhà cung cấp dịch vụ phải đảm bảo một tốc độ thông lượng tối thiểu cho khách hàng (nhà cung cấp dịch vụ cũng cần phải có một sự đảm bảo tương tự từ nhà cung cấp mạng) Mất gói: Các thiết bị mạng, như các chuyển mạch và router, đôi khi phải giữ các gói dữ liệu trong các hàng đợi khi một liên kết bị nghẽn.
- Nếu không có truyền dẫn vệ tinh trong kết nối thì trễ của một cuộc gọi thoại với khoảng cách 5000 km qua mạng điện thoại chuyển mạch công cộng là khoảng 25ms

Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn
hoặc xem Tóm tắt