ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
BÁO CÁO ĐỒ ÁN ĐỀ TÀI OPENFLOW THE NEXT GENERATION IN NETWORKING INTEROPERABILTY
MÔN HỆ THỐ NG VIỄ N THÔNG GVLT: Huỳnh Thị Bảo Trân NHÓM 16 1. Tr ịnh Phan An 1142001 ần Cao Dũng 2. Tr ần 1142015 3. Nguyễn Trườ ng ng Sinh 1142080 4. Phan Ry Ta 1142083 5. Phạm Cao Phú Trí 1142096 1
PHẦN 1: Báo cáo ho ạt động nhóm
1. Thông tin nhóm STT Họ tên 1 Tr ịnh Phan An ần Cao Dũng 2 Tr ần 3 Nguyễn Trườ ng ng Sinh 4 Phan Ry Ta 5 Phạm Cao Phú Trí
MSSV 1142001 1142015 1142080 1142083 1142096
2. Họ p nhóm STT Ngày họ p Thờ i gian họ p 1 1/6/2013 18h 2 8/6/2013 18h 3 15/6/2013 18h 4 17/6/2013 18h 5 30/7/2013 18h
Điện thoại
Vai trò
0938933601 0982499455
Trưở ng ng nhóm
0984487708 01223122393
Nội dung Tìm hiểu đề tài và phân công công việc. Gom bài và thảo luận lần 1. Gom bài và thảo luận lần 2. Chuẩn bị slide thuyết trình. Họ p lần cuối.
3. Phân công công việc STT
Công việc
Thành viên
1
Tìm hiểu
2
Đọc bài
3 4
Phân tích K ết luận Làm slide thuyết trình
Nhóm 1 2 3 4 5 Nhóm Nhóm
5 6 7 8
Thuyết trình Soạn tr ắc nghiệm Báo cáo cuối k ỳ
Nhóm
Phân công Tỉ lệ trên Công việc toàn bộ công việc(%) Tìm hiểu đề tài 100 Chương 1,5 20 Chương 3 20 Chương 7 20 Chương 2 20 Chương 6,8 20 Các phần đã đọc 100 K ết luận bài làm 100 Làm slide
Mức độ hoàn thành(%) 100 100 100 100 100 100 100 100
Số lần tr ễ dealine 0 0 0 0 0 0 0
100
100
0
100
100
0
1,2,3,5
Thuyết trình trướ c lớ p Tr ả lờ i thắc mắc
100
100
0
Nhóm
Soạn câu hỏi
100
100
0
Nhóm
Làm Làm báo cáo
100
100
0
4
2
PHẦN 2: Nội dung đề tài
Mục lụ lục BÁO CÁO ĐỒ ÁN .......................................................................................................................................
1
PHẦ N 1: Báo cáo hoạt động nhóm ...............................................................................................................
2
PHẦ N 2: Nội dung đề tài ..............................................................................................................................
3
CHƢƠNG I..................................................................................................................................................
6
TỔNG QUAN VỀ MẠNG VIỄN THÔNG THẾ HỆ MỚ I .....................................................................
6
I.
MẠNG VIỄN THÔNG HIỆN TẠI ....................................................................................................
6
1.
Khái niệm về mạng viễn thông...........................................................................................................
6
2.
Các đặc điể m .......................................................................................................................................
8
3.
Nhữ ng ng hạn chế của mạng viễn thông hiện tại...................................................................................
9
II.
MẠNG VIỄN THÔNG THẾ HỆ MỚ I .......................................................................................
10
1.
Định Nghĩa .........................................................................................................................................
10
2.
Đặc điểm của mạng viễn thông thế hệ mớ i .....................................................................................
11
Topo mạng thế hệ sau .................................................................................................................................
12
3.
Nhữ ng ng vấn đề cần quan tâm khi phát tri ển mạng viễn thông thế hệ mớ i.................................... 12
4.
Sơ lƣợ c về các công nghệ ..................................................................................................................
13
4.1
Công nghệ truyền dẫn ..................................................................................................................
13
4.2
Công nghệ mạng truy nhập ..........................................................................................................
14
4.3
Công nghệ chuyển mạch ...............................................................................................................
14
CHƢƠNG II CẤU TRÚCMẠNG VIỄN THÔNG THẾ HỆ MỚ I ....................................................... 15 I.
SỰ TIẾN HÓA TỪ MẠNG HIỆN TẠI LÊN MẠNG VIỄN THÔNG THẾ HỆ MỚ I ............... 15
1.
Chiến lƣợ c phát triển ........................................................................................................................
2.
Sự tiến hóa từ mạng hiện tại lên mạng viễn thông thế hệ mới ...................................................... 20
II.
CẤU TRÚC CHỨC NĂNG ..........................................................................................................
1.
Mô hình phân lớp chức của mạng viễn thong thế hệ mới
2.
Phân tích ............................................................................................................................................
15
24
............................................................. 24 25
2.1
Lớp truy nhập và truyền dẫn .......................................................................................................
27
2.2
Lớp truyền thông ..........................................................................................................................
28
2.3
Lớp điều khiển ...............................................................................................................................
28
2.4
Lớp ứng dụng ................................................................................................................................
31 3
2.5
Lớp quản lý ....................................................................................................................................
31
III.
CẤU TRÚC VẬT LÝ....................................................................................................................
33
1.
Media Gateway (MG) .......................................................................................................................
34
2.
Media Gateway Controller (MGC) .................................................................................................
36
3.
Media Server (MS) ............................................................................................................................
38
4.
Application Server/Feature Server ..................................................................................................
38
CHUYỂN MẠCH MỀM (SoftSwitch) ........................................................................................
40
1.
Sự ra đờ i của chuyển mạch mềm .....................................................................................................
40
2.
Khái niệm...........................................................................................................................................
42
3.
Vị trí của chuyển mạch mềm trong mô hình phan l ớ p chức năng ............................................... 42
4.
Thành phần chính .............................................................................................................................
43
5.
Media Gateway Controller ...............................................................................................................
44
6.
Khái quát hoạt động của chuyển mạch mềm ..................................................................................
47
7.
Ƣu điểm và ứng dụng .......................................................................................................................
49
7.1
Ƣu điểm ..........................................................................................................................................
49
7.2
Ứ ng dự ng .......................................................................................................................................
51
IV.
8.
So sánh hoạt động của chuyển mạch mềm và chuyển mạch kênh................................................ 51
8.1
Các đặc tính của chuyển mạch .....................................................................................................
51
8.2
Cấu trúc chuyển mạch ..................................................................................................................
52
8.3
Quá trình thực hiện chuyển mạch ...............................................................................................
53
Dịch vụ trong mạng thế hệ mới ........................................................................................................
55
9.1
Xu hƣớ ng các dịch vụ mạng .........................................................................................................
55
9.2
Các đặc trƣng của dịch vụ ............................................................................................................
56
9.3
Các dịch vụ chính ..........................................................................................................................
57
9.3.1
Dịch vụ thoại (Voice Telephony)..............................................................................................
59
9.3.2
Dịch vụ dữ liệu ( Data Service) ................................................................................................
59
9.3.3
Dịch vụ đa phƣơng tiện (Multimedia Service) .......................................................................
59
9.3.4
Dịch vụ sử dụng mạng riêng ảo (VPN) ....................................................................................
59
9.3.5
Tính toán mạng công cộng (PNC - Public Network Computing) .......................................... 60
9.3.6
Bản tin hợp nhất (Unified Messaging) ....................................................................................
60
9.3.7
Môi giới thông tin ( Information Brokering) ..........................................................................
60
9.3.8
Thƣơng mại điện tử (E -commerce) .........................................................................................
61
9.
4
9.3.9
Các dịch vụ chuyển cuộc gọi (Call Center Service) ...............................................................
61
9.3.10
Trò chơi tƣơng tác trên mạng (Interactive Gaming) .............................................................
61
9.3.11
Thực tế ảo phân tán (Distributed Virtual Reality) ................................................................
61
9.3.12
Quản lý tại nhà (Home Manager) ............................................................................................
61
CHƢƠNG III CHIẾN LƢỢ C PHÁT TRIỂN MẠNG THẾ HỆ MỚ I Ở VIỆT NAM ....................... 63 I.
XÂY DỰNG TRÊN CƠ SỞ MẠNG HIỆN TẠI.............................................................................
63
1.
Phƣơng án ..........................................................................................................................................
63
2.
Ƣu điểm..............................................................................................................................................
63
3.
Nhƣợc điểm........................................................................................................................................
64
II.
XÂY DỰ NG HOÀN TOÀN MỚ I ................................................................................................
64
1.
Phƣơng án ..........................................................................................................................................
64
2.
Ƣu điểm..............................................................................................................................................
64
3.
Nhƣợc điểm........................................................................................................................................
64
III.
NGUYÊN TẮC TỔ CHỨ C MẠNG THẾ HỆ MỚ I CỦA VNPT ............................................. 64
1.
Phân vùng lƣu lƣợ ng.........................................................................................................................
64
2.
Tổ chứ c lớ p ứ ng dụng và dịch vụ ....................................................................................................
65
3.
Tổ chứ c lớp điều khiển .....................................................................................................................
65
4.
Tổ chứ c lớ p truyền tải ......................................................................................................................
66
5.
Tổ chứ c lớ p truy nhập ......................................................................................................................
68
PHẦ N 3: Câu hỏi tr ắc nghiệm ....................................................................................................................
70
5
CHƢƠNG I TỔNG QUAN VỀ MẠNG VIỄN THÔNG THẾ HỆ MỚ I I. MẠNG VIỄN THÔNG HIỆN TẠI 1. Khái niệm về mạng viễn thông Mạng viễn thông là phương tiện truyền đưa thông tin từ đầu phát tới đầu thu. Mạng có nhiệm vụ cung cấ p các dịch vụ cho khách hàng. Mạng viễn thông bao gồm các thành ph ần chính: thiết bị chuyển mạch, thiết vị truyền dẫn, môi trườ ng truyền và thiết bị đầu cuối.
Thiết bị chuyển mạch gồm có tổng đài nội hạt và tổng đài quá giang. Các thuê bao đượ c nối vào tổng đài nội hạt và tổng đài nội hạt sẽ đượ c nối vào tổng đài quá giang. Nhờ các thiết bị chuyển mạch mà đườ ng truyền dẫn đượ c dùng chung và mạng có thể đượ c sử dụng một cách kinh tế. Thiết bị truyền dẫn dùng để nối thiết bị đầu cuối vớ i tổng đài, hay giữ a các tổng đài để thực hiện việc truyền đưa các tín hiệu điện. Thiết bị truyền dẫn chia làm hai lo ại: thiết bị truyền dẫn phía thuê bao và thi ết bị truyền dẫn cáp quang. Thiết bị truyền dẫn phía thuê bao môi trườ ng truyền thườ ng là cáp kim loại, tuy nhiên có một số trườ ng hợp môi trườ ng truyền là cáp quang hoặc vô tuyến. Môi trườ ng truyền bao gồm truyền hữu tuyến và vô tuyến. Truyền hữu tuyến bao gồm cáp kim lo ại và cáp quang. Truy ền vô tuyến bao gồm vi ba, vệ tinh. Thiết bị đầu cuối cho mạng thoại truyền thống gồm máy điện thoại, máy Fax, máy tính, t ổng đài PABX.
6
Mạng viễn thông cũng có thể được định nghĩa như sau: mạng viễn thông là một hệ thống gồm các nút chuyển mạch đượ c nối vớ i nhau bằng các đườ ng truyền dẫn. Nút đượ c phân thành nhi ều cấ p và k ết hợ p với các đườ ng truyền dẫn tạo thành các cấ p mạng khác nhau.
Mạng viễn thông hiện nay đƣợ c phân cấp nhƣ sau:
7
2. Các đặc điểm Các mạng viễn thông hiện tại có đặc điểm chung là tồn tại một cách riêng l ẽ, ứng vớ i mỗi loại dịch vụ thông tin lại có ít nhất một loại mạng viễn thông riêng biệt để phục vụ dịch vụ đó. Mạng telex: dùng để gửi các bức điện dướ i dạng ký tự đã đượ c mã hóa bằng 5 bit. Tốc độ truyền r ất thấ p (từ 75 – 300 bit/s). Mạng điện thoại công cộng, còn g ọi là mạng POTS (Plain Old Telephone Service): thông tin ti ếng nói đượ c số hóa và chuyển mạch ở hệ thống chuyển mạch điện thoại công cộng PSTN. Mạng truyền số liệu: bao gồm các mạng chuyển mạch gói để trao đổi số liệu giữa các máy tính d ựa trên giao th ức của X.25 và hệ thống truyền số liệu chuyển mạch kênh dựa trên các giao th ức X.21. Các tín hi ệu truyền hình có th ể đượ c truyền theo 3 cách: truy ền bằng sóng vô tuyến, truyền qua hệ thống mạng truyền hình cáp hoặc truyền qua hệ thống vệ tinh. PSTN (Public Switching Telephone Network ) là mạng chuyển m ạch thoại công cộng. PSTN phục v ụ thoại và bao gồm hai lo ại t ổng đài: tổng đài nộ i h ạt (c ấ p 5) và tổng đài tandem (tổng đài quá giang nộ i hạt cấ p 4). Tổng đài tandem đượ c n ối vào các t ổng đài Toll để giảm m ức phân cấp. Phương pháp nâng cấ p các tandem là b ổ sung cho mỗi nút một ATM core, các ATM core s ẽ cung cấ p dịch v ụ băng rộng cho thuê bao, đồ ng thờ i h ợ p nhất các mạng số liệu hiện nay vào mạng chung ISDN. Các tổng đài cấ p 4 và cấ p 5 là các tổng đài loại lớ n, các tổng đài này có kiế n trúc tậ p trung, c ấu trúc phần mềm và phần cứng độc quyền. ISDN (Integrated Service Digital Network ) là mạng s ố tích hợ p d ịch v ụ. ISDN cung cấ p nhiều loại ứng dụng thoại và phi thoại trong cùng một mạng và xây dụng giao tiếp ngườ i s ử dụng – mạng đa dịch v ụ bằng m ột s ố giớ i h ạn các k ết nối ISDN cung cấ p nhiều ứng dụng khác nhau bao g ồm các k ết nối chuyển mạch và không chuyển mạch. Các k ết nối chuyển mạch của ISDN bao g ồm nhiều chuyển mạch thực, chuyển mạch gói và s ự k ết hợ p của chúng. PSDN (Public Switching Data Network)là mạng chuyển mạch số liệu công cộng, chủ yếu cung cấ p các dịch vụ số liệu. Mạng PSDN bao gồm các PoP (Point of Presence) và các thi ết b ị truy nhậ p t ừ xa. Hiện nay, PSDN đang phát triển vớ i tốc độ r ất nhanh do sự bùng bổ của dịch vụ Internet và các m ạng riêng ảo (VPN). Mạng di động GMS (Global System for Mobile Telecom ) là mạng cung cấ p dịch vụ thoại tương tự như PSTN nhưng qua đườ ng truy nhậ p vô tuyến. 8
Mạng này chuyển mạch dựa trên công ngh ệ ghép kênh phân chia theo th ờ i gian và công nghệ ghép kênh theo tần s ố. Các thành ph ần cơ bản c ủa mạng này là: BSC (Base Station Controller), BTS (Base Transfer Station), HLR (Home Location Register), VLR (Visitor Location Register) và MS (Mobile Subcriber). 3. Nhữ ng hạn chế của mạng viễn thông hiện tại Hiện nay, có r ất nhiều loại mạng khác nhau tồn tại song song, mỗi mạng lại yêu cầu phương pháp thiết k ế, sản xuất, vận hành, bảo dưỡng khác nhau. Như vậ y, hệ thống mạng viễn thông hiện tại có r ất nhiều nhược điểm mà quan tr ọng nhất là: Chỉ truyền đượ c các dịch vụ độc lập tương ứ ng vớ i từng mạng. Thiếu mềm d ẻo: sự ra đờ i của các công ngh ệ mớ i ảnh hưở ng mạnh mẽ tớ i tốc độ truyền tín hiệu. Ngoài ra, sẽ xuất hiện nhiều dịch vụ truyền thông trong tương lai mà hi ện nay chưa dự đoán đượ c, mỗi lo ại d ịch v ụ sẽ có t ốc độ truyền khác nhau và mạng hiện t ại r ất khó thích nghi v ớ i nh ững đòi hỏ i này. Kém hiệu quả trong việc bảo dưỡ ng, vận hành cũng như sữ dụng tài nguyên. Tài nguyên s ẵn có trong một mạng không thể chia s ẻ cho các mạng khác cùng sử dụng. Kiến trúc t ổng đài độ c quyền làm cho các nhà khai thác g ần như phụ thuộc hoàn toàn vào các nhà cung c ấ p t ổng đài. Điề u này không những làm giàm sức mạnh cạnh tranh cho các nhà khai thác, đặ c biệt là nh ững nhà khai thác nhỏ, mà còn t ốn nhiều thờ i gian và ti ền bạc khi muốn nâng cấ p và ứng dụng các phần mềm mớ i. Các tổng đài chuyể n mạch kênh đã khai thác hết năng lự c và tr ở nên lạc hậu đối vớ i nhu cầu của khách hàng. Các chuy ển mạch lớp 5 đang tồn tại làm hạn chế khả năng sáng tạo và triển khai các dịch vụ mớ i, từ đó dẫn đến việc làm giảm lợ i nhuận của các nhà khai thác. 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 lượ ng thoại có thể dự đoán trướ c và nó không h ỗ tr ợ lưu lượ ng d ữ liệu tăng đột biến một cách hi ệu quả. Khi lượ ng dữ liệu tăng vượt lưu lượ ng thoại, đặc biệt đối vớ i dịch vụ truy cậ p Internet quay số tr ực tiếp, thườ ng xảy ra nghẽn mạch do nguồn tài nguyên hạn hẹ p. Tr ong khi đó, chuyể n mạch kênh làm lãng phí băng thông khi các mạch đều tr ống trong một khoảng thờ i gian mà không có tín hi ệu nào đượ c truyền đi.
9
Đứng trướ c tình hình c ủa mạng viễn thông hiện nay, các nhà khai thác nh ận thấy r ằng “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 cấ p cho mọi d ịch v ụ (tương tự - s ố, băng hẹ p – băng rộng, cơ bả n – đa phương tiện,…) để việc qu ản lý tậ p trung, giảm chi phí bảo dưỡ ng và vận hành, đồng thờ i hỗ tr ợ các dịch vụ của mạng hiện nay. II. MẠNG VIỄN THÔNG THẾ HỆ MỚ I 1. Định Nghĩa Mạng viễn thông thế hệ mớ i có nhiều tên gọi khác nhau như: Mạng đa dịch vụ ( cung cấ p nhiều loại dịch vụ khác nhau ). Mạng hội tụ ( hỗ tr ợ cho cả lưu lượ ng thoại và dữ liệu, cấu trúc mạng hội tụ ). Mạng phân phối ( phân ph ối tính thông minh cho m ọi phần tử trong mạng ). p ( mạng đượ c phân phối ra nhiều lớ p mạng có chức năng độc Mạng nhiều lớ lập nhưng hỗ tr ợ nhau thay vì một khối thống nhất như trong mạ ng TDM ). Cho tớ i hiện nay, mặc dù các t ổ chức viễn thông quốc tế và các nhà cung c ấ p thiết bị viễn thông trên thế giới đều r ất quan tâm và nghiên c ứu về chiến lượ c phát triển mạng viễn thông thế hệ mới này nhưng vẫn chưa có một định nghĩa cụ thể và chính xác nào cho m ạng này. Do đó, định nghĩa mạ ng viễn thông thế hệ mớ i 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 mạng viễn thông thế hệ mớ i. Bắt nguồn từ sự phát triển của công nghệ thông tin, công nghệ chuyển mạch gói và công ngh ệ truyền dẫn băng rộng, mạng viễn thông thế hệ mới ra đờ i 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 ứ ng sự hội tụ giữa thoại và số liệu, giữa cố định và di động.
Như vậy, có thể xem mạng viễn thông thế hệ mớ i là sự tích hợ p mạng thoại PSTN, chủ yếu dựa trên k ỹ thuật TDM vớ i mạng chuyển mạch gói, dựa trên k ỹ thuật IP/ATM. Nó có thể truyền tải tất cả các dịch vụ vôn có của PSTN, đồng thờ i cũng có thể nhậ p một lượ ng dữ liệu r ất lớ n vào mạng IP, nhờ đó có thể giảm nhẹ gánh nặng của PSTN. Tuy nhiên, mạng viễn thông thế hệ mớ i không chỉ đơn thuần là sự hội tụ giữa dịch vụ thoại và dữ liệu mà còn là sự hội tụ giữa truyền dẫn quang và công nghệ gói.Vấn đề chủ đạo ở đây là làm sao có thể tận dụng hết lợ i thế đem đến từ quá trình hội tụ này.Một vấn đề quan tr ọng khác là s ự bùng nổ nhu cầu của ngườ i sử dụng cho một khối lượ ng lớ n dịch vụ và các ứng dụng phức tạ p bao gồm cả đa
10
phương tiện, phần lớn trong đó là không đượ c trù liệu khi xây dựng các hệ thống mạng hiện nay. 2. Đặc điểm của mạng viễn thông thế hệ mớ i Có 4 đặc điể m chính: Nền tảng là hệ thống mạng mở . Do mạng dịch vụ thúc đẩy nhưng dị ch vụ phải thực hiện độc lậ p vớ i mạng lướ i. Là mạng chuyển mạch gói dựa trên một giao thức thống nhất. Là mạng có dung lượng ngày càng tăng, có tính thích ứng ngày càng tăng và có đủ dung lượng để đáp ứng nhu cầu. Việc phân tách làm cho m ạng viễn thông vốn có dần dần đi theo hướ ng mớ i, nhà kinh doanh có th ể căn cứ vào nhu cầu dịch v ụ để tổ chức t ổ hợ p các ph ần tử có thể thực hiện nối thông giữa các mạng có cấu hình khác nhau. Mạng viễn thông thế hệ mớ i là mạng dịch vụ thúc đẩy với đặc điể m: + Chia tách dịch vụ với điều khiển cuộc gọi. + Chia tách cu ộc gọi vớ i truyền tải. Mục tiêu chính c ủa việc chia tách là làm cho d ịch vụ thật s ự độc lậ p vớ i mạng, thực hiện một cách linh ho ạt và có hiệu quả việc cung cấ p dịch vụ.Thuê bao có thể tự bố trí và xác định đặc trưng dị ch vụ của mình, không quan tâm đế n mạng truyền tải dịch vụ và loại hình đầu cuối. Điều đó làm cho việ c cung cấ p dịch vụ và ứng dụng có tính linh ho ạt cao. Mạng viễn thông thế hệ mớ i là mạng chuyển mạch gói, giao th ức thống nhất. Mạng thông tin hiện nay, dù là mạng viễn thông, mạng máy tính hay là m ạng truyền hình cáp, đều không thể láy một trong các m ạng đó làm nền tảng xây dựng cơ sở hạ tầng thông tin. Tuy nhiên, cùng v ớ i sự phát triển của công nghệ IP, ngườ i ta mớ i nhận thấy rõ ràng là mạng viễn thông, mạng máy tính và mạng truyền hình cáp cuối cùng r ồi cũng tích hợ p trong một mạng IP thống nhất, đó là xu thế lớ n mà người ta thườ ng gọi là “ dung hợ p ba mạng ”. Giao thứ c IP làm cho các d ịch vụ lấy IP làm cơ sở đều có thể thực hiện nối thông các mạng khác nhau, con ngườ i lần đầu tiên có đượ c giao thức thống nhất mà ba mạng lớ n đều có thể chấ p nhận được, đặt cơ sở vững chắc về mặt k ỹ thuật cho hạ tầng cơ sở thông tin quốc gia (NII).
11
Topo mạng thế hệ sau
3. Nhữ ng vấn đề cần quan tâm khi phát triển mạng viễn thông thế hệ mớ i Trướ c h ết, các nhà cung c ấ p d ịch v ụ chính thống phải xem xét cơ sở TDM mà họ đã lắp đặt và do vậy phải đối đầu v ớ i quyết định khó khăn về việc nâng cấ p hệ thống này, nên đầu tư vốn cho thiết bị chuyển mạch kênh và xây d ựng một mạng viễn thông thế hệ mớ i xế p chồng, hay thậm chí nên thay th ế các tổng đài truyề n thống bằng những chuyển mạch mớ i của công nghệ sau này. Vấn đề lớ n nhất c ần cân nhắc khi sắ p t ớ i c ần hỗ tr ợ dịch vụ thoại qua IP và hàng lo ạt các dịch v ụ giá tr ị gia tăng khác là cơ chế “ best effort ” phân phố i các gói tin không còn đủ đáp ứng nữa. Một thách thức căn bản ở đây là mở r ộng mạng IP theo chiều hướ ng, khả năng cung cấp đa dịch v ụ khi vẫn gi ữ được ưu thế của m ạng IP. Để đảm bảo QoS cần thiết, các nhà khai thác s ẽ phải có khả năng cam kết cung cấ p các th ỏa thuận về mức dịch vụ (SLA), các yêu cầu về băng tần và các tham s ố chất lượ ng. Một khía cạnh khác đảm bảo chất lượ ng là quy mô mạng phải đủ lớn để cung câp cho khách hàng nh ằm ch ống lại hi ện tượ ng nghẽn cổ chai trong lưu lượ ng của m ạng lõi. Một trong những đặc trưng của mạng viễn thông thế hệ mớ i chính là kh ả năng tăng số lượ ng của các giao di ện mở nhưng điều đó cũng hàm chứa các nguy cơ đe dọ a an ninh mạng. Do đó, đảm bảo an toàn thông tin tr ở thành vấn đề sống còn của các nhà khai thác nh ằm bảo vệ mạng chống lại sự tấn công từ phía các tin t ặc. 12
Một vấn đề không kém phần quan tr ọng là vấn đề về các giải pháp quản lý thích hợ p cho mạng viễn thông thế hệ mớ i. Trong khi mong mu ốn xây dựng một mạng quản lý phải làm vi ệc trong một môi trường đa nhà đầu tư, đa nhà khai thác, đa dị ch vụ còn mang tính logic, tuy v ậy nó vẫn b ộc l ộ đây là điểm r ất c ần lưu ý. Mặc dù còn phải mắc nhiều thờ i gian và công s ức trướ c khi hệ thống mạng đượ c triển khai, nhưng mục tiêu này v ẫn có giá tr ị thuyết ph ục và sẽ mang lại nhiều l ợi ích như giả m chi phí khai thác, d ịch vụ đa dạng. Tất cả những yếu tố trên dường như làm cho mạ ng viễn thông thế hệ mớ i mang đậm sự phức t ạ p. Tuy nhiên, nên nhìn mạng viễn thông thế hệ mớ i trong mạng thông tin toàn cầu ngày nay, trong đó các mạng chuyển mạch kênh truyền th ống và chuyển mạch gói song song t ồn tại, các mạng di động và cố định không đơn giả n trong việc cùng khai thác, và th ậm chí các thành ph ần m ạng khác nhau trên m ạng cũng yêu cầu phần quản lý riêng bi ệt. Trên quan điểm đó, mạ ng viễn thông thế hệ mới hướ ng về một cái gì đó hết sức phức tạp, nhưng sẽ cho phép tiết kiệm chi phí khai thác m ột cách thích đáng.
4. Sơ lƣợ c về các công nghệ 4.1 Công nghệ truyền dẫn Trong cấu trúc mạng thế hệ mớ i, truyền dẫn là một thành phần của lớ p k ết nối (bao gồm truyền tải và truy nhậ p).Công nghệ truyền dẫn của mạng thế hệ mớ i là SDH, WDM vớ i kh ả năng hoạt động m ềm d ẻo, linh hoạt, thuận ti ện cho khai thác và đều hành quản lý. Các tuyến truyền dẫn SDH hiện có và đang đượ c ti ế p tục triển khai r ộng rãi trên mạng viễn thông là s ự phát triển đúng hướ ng theo cấu trúc mạng mớ i. Cần tiế p tục phát triển các hệ thống truyền dẫn công nghệ SDH và WDM, hạn chế sử dụng công nghệ PDH. Cáp quang: + Hiện nay trên 60% lưu lượng thông tin đượ c truyền đi trên toàn thế giớ i qua đườ ng truyền cáp quang. + Công nghệ truyền dẫn quang SDH cho phép tạo trên đườ ng truyền dẫn tốc độ cao (n*155Mb/s) vớ i khả năng bảo vệ của các mạch vòng đã đượ c sử dụng r ộng rãi ở nhiều nướ c và ở Việt Nam. + WDM cho phép s ử dụng độ r ộng băng tần r ất l ớ n của sợ i quang bằng cách k ết hợ p một s ố tín hiệu ghép kênh theo thờ i gian với độ dài các bướ c sóng khác nhau và ta có thể sử dụng đượ c các cửa s ổ không gian, th ời gian và độ dài bướ c sóng. Công nghệ WDM cho phép nâng tốc độ truyền dẫn lên 5Gb/s, 10Gb/s và 20Gb/s.
13
Vô tuyến: + Vi ba: công nghệ truyền dẫn SDH cũng phát triển trong lĩnh vự c vi ba, tuy nhiên do những của môi trườ ng truyền dẫn sóng vô tuyến nên tốc độ và chất lượ ng truyền dẫn không cao so v ớ i công nghệ truyền dẫn cáp quang. + Vệ tinh: vệ tinh quỹ đạo thấ p (LEO – Low Earth Orbit), v ệ tinh quỹ đạo trung bình (MEO – Medium Earth Orbit). Th ị trườ ng thông tin v ệ tinh trong khu vực đã có sự phát triển mạnh trong những năm gần đây và sẽ còn tiế p tr ục trong tương lai. Các loại hình dịch vụ vệ tinh phát triển như: DTH tương tác, truy nhậ p Internet, các dịch vụ băng rộng, HDTV… Ngoài ra các ứ ng dụng phổ biến đối v ớ i nhu cầu thông tin quảng bá, viễn thông nông thôn, v ớ i sự k ết hợ p sử dụng các ưu điểm của công nghệ CDMA, thông tin vệ tinh ngày càng có xu hướ ng phát triển đặc biệt trong lĩnh vực thông tin di độ ng, thông tin cá nhân… 4.2 Công nghệ mạng truy nhập Trong xu hướ ng phát triển mạng viễn thông thế hệ mớ i sẽ duy trì nhiều loại hình mạng truy nhậ p vào một môi trườ ng truyền dẫn chung như: + Mạng truy nhậ p quang + Mạng truy nhậ p vô tuyến + Các phương thứ c truy nhậ p cáp đồng: HDSL, ADSL + Xu hướ ng phát triển truy nhập băng rộng. 4.3 Công nghệ chuyển mạch Chuyển mạch cũng là một thành phần trong lớ p mạng chuyển tải c ủa c ấu trúc mạng viễn thông thế hệ mới nhưng có những thay đổ i lớ n về mặt công nghệ so vớ i các thiết b ị chuyển mạch TDM trước đây. Công nghệ chuyển m ạch c ủa m ạng thế hệ mớ i là IP, ATM, ATM/IP hay MPLS thì hi ện nay vẫn chưa xác định rõ, tuy nhiên nói chung là d ựa trên công ngh ệ chuyển mạch gói, cho phép ho ạt động v ớ i nhiều tốc độ và dịch vụ khác nhau. Công nghệ chuyển mạch quang: các k ết quả nghiên cứu ở mức thử nghiệm đang hướ ng tớ i việc chế tạo các chuyển mạch quang. Trong tương lai sẽ có các chuyển mạch quang phân lo ại theo nguyên lý sau: chuy ển mạch quang phân chia theo không gian, chuyển mạch quang phân chia theo th ờ i gian, chuyển mạch quang phân chia theo bướ c sóng.
14
CHƢƠNG IICẤU TRÚCMẠNG VIỄN THÔNG THẾ HỆ MỚ I I. SỰ TIẾN HÓA TỪ MẠNG HIỆN TẠI LÊN MẠNG VIỄN THÔNG THẾ HỆ MỚ I 1. Chiến lƣợ c phát triển Một chiến lược để phát triển nhị p nhàng từ mạng hiện tại sang kiến trúc mạng mớ i là r ất quan tr ọngnhằmgiảmthiểuyêucầuđầutưtronggiaiđoạnchu yểntiếp,trongkhisớmtậndụngđ ượcnhữngphẩmchấtcủamạngmạng viễn thong thế hệ mới.Tuynhiênbấtkỳbướcđinàotrongtiếntrìnhc huyểntiếpnàycũngcầntạođiềuk iệndễ dànghơnchomạngđểrốtcuộcvẫn pháttri ểnsangk iếntrúcmạng viễn thông thế hệ mớidựatrênchuyểnmạchgói.Bấtcứgiảiphápnàođượcchọnlựathìcáchệthốngchuyển mạchtruyềnthốngcũngsẽphảitồntại bêncạnhcácphầntửmạ ngcôngnghệmớ itrongnhi ềunămtớ i. Mạngthếhệsauđượctổchứcdựatrêncácnguyêntắccơbảnsau: o Đápứngnhucầucungcấpcácloạihìnhdịchvụviễnthôngphongphú,đadạng,đadị chvụ,đaphươ ngtiện. o Mạngcócấutrúcđơngiản. o Nângcaohi ệuquảsửdụng,chấtlượng mạng lướ ivàgiảm thi ểuchiphíkhaithácvà bảodưỡng. o Dễdàngmởrộngdunglượng,pháttriểncácdịchvụmớ i. o Độlinhhoạtvàtínhsẵnsàngcao,nănglựctồntạimạnh. Việctổchứcmạngdựatrênsốlượ ngthuêbaotheovùngđịalývànhucầupháttriểndịch vụ,khôngtổchứctheođịabànhànhchínhmàtổchứctheovùngmạnghayvùnglưulượng. Ởđây,chủyếuchúngtaxemxétquátrìnhtiếnhóavề cấ utrúctừmạnghiệncólêncấutrú cmạng viễn thong thế hệ mới.
15
Như hình vẽ, chúng ta nhận thấy mạng viễn thông hiện tại gồm nhiềumạng riêng lẻ kết hợp lại với nhau thành một mạng “hỗn tạp”, chỉ đượcxây dựng ở cấp quốc gia, nhằm đáp ứng được nhiều loại dịch vụ khácnhau. Xét đến mạng Internet, đó là một mạng đơn lớn, có tính chất toàncầu, thường được đề cập theo một loạt các giao thức truyền dẫn hơn là theomột kiến trúc đặc trưng. Internet hiện tại không hỗ trợ QoS cũng như cácdịch vụ có tính thời gian thực ( như thoại truyền thống). Do đó, việc xây dựng mạng thế hệ mới mạng viễn thông thế hệ mới cầntuân theo các chỉtiêu : o Mạng viễn thông thế hệ mớ i phải có khả năng hỗ trợ cả cho các dịch vụ của mạng Internet và của mạng hiện hành . o Một kiến trúc mạng viễn thong thế hệ mới khả thi phải hỗ trợ dịch vụ qua nhiều nhà cung cấp khác nhau. Mỗi nhà cung cấp mạng hay dịch vụ là một thực thể riêng lẻ với mục tiêu kinh doanh và cung cấp dịch vụ khác nhau, và có thể sử dụng những kỹ thuật và giao thức khác nhau. Một vài dịch vụ có thể chỉ do một nhà cung cấp dịch vụ đưa ra, nhưng tất cả các dịch vụ đều phải được truyền qua mạng một cách thông suốt từ đầu cuối đến đầu cuối . o Mạng tương lai phải hỗ trợ tất cả các loại kết nối (hay còn gọi là cuộcgọi), thiết lập đường truyền trong suốt thời gian chuyển giao, cả chohữu tuyến cũng như vô tuyến .
16
Vì vậy, mạng viễn thông thế hệ mới sẽ tiến hóa lên từ mạng truyền dẫn hiện tại (pháttriển thêm chuyển mạch gói) và từ mạng Internet công cộng ( hỗ trợ them chất lượng dịch vụ QoS).
Để thực hiện việc chuyển dịch một cách thuận lợi từ mạng viễn thông hiện có sang mạng thế hệ mới, việc chuyển dịch phải phân ra làm ba mức (ở hai lớp : kết nối và chuyển mạch) Trước hết là chuyển dịch ở lớp truy nhập và truyền dẫn. Hai lớp nàybao gồm lớp vật lý, lớp 2 và lớp 3 nếu chọn công nghệ IP làm nền chomạng thế hệ mới. Trong đó : Công nghệ ghép kênh bước sóng quang DWDM sẽ chiếm lĩnh ở lớp vậtLý . IP/MPLS làm nền cho lớp 3 Công nghệ ở lớp 2 phải thỏa mãn: Càng đơn giản càng tốt o o Tối ưu trong truyền tải gói dữ liệu o Khả năng giám sát chất lượng, giám sát lỗi và bảo vệ, khôi phục mạng khi có sự cố phải tiêu chuẩn hơn của công nghệ SDH/SONET Hiện tại công nghệ RPT (Resilient Packet Transport) đang phát triển nhằm đáp ứng các chỉ tiêu này. Thứ hai là chuyển dịch mạng đường dài (mạng truyền dẫn).Sử dụng cổng mạng trung kế tích hợp hoặc độc lập, chuyển đến mạng IP hoặc ATM, rồi sử dụng chuyển mạch mềm để điều khiển luồng và cung cấp dịch vụ. Sử dụng phương thức này có thể giải quyết vấn đề tắt nghẽn trong chuyển mạch kênh. 17
So sánh công nghệ hiện tại và tƣơng lai
Thành phần mạng Mạng truy nhập
Công nghệ hiện tại - Cáp xoắn băng hẹp - Truyền hình cáp số vàtương tự chuyên dụng - GSM không dây - Cáp quang
Công nghệ tương lai - Cáp xoắn băng hẹp - GSM không dây - Truyền hình cáp số và tương tự chuyên dụng - Cáp quang - Cáp xoắn băng rộng - Modem cáp - IP qua vệ tinh - Ethernet
Chuyển mạch và định tuyến
- Tổng đài PSTN - Chuyển mạch ATM - Chuyển mạch Frame Relay - Định tuyến IP
- Định tuyến IP - Chuyển mạch quang
Mạng truyền dẫn đường trục
- PDH - SDH
- DWDM
18
Cùng với sự tiến hóa ở lớp truy nhập và truyền dẫn, chức năngchuyển mạch của tổng đài ở lớp điều khiển được thay thế bằng một phầnmềm chuyển mạch thông minh gọi là Softswitch (hay Call Agent) :
Nhà cung cấp đưa ra tất cả cácgiải pháp trong một khối chuyển mạch duy nhất : Phần cứng,phần mền mà các trình ứngdụng . Khách hàng phụ thuộc nhà cung cấp: không có đổi mới, chiphí vận hành và bảo dưỡng cao.
Các giải pháp đưa ra từ nhiều nhà cung cấp, ở nhiều mức độ khác nhau với nhiều sản phẩm nguồn mởtheo chuẩn . Khách hàng tự do chọn lựa nhữngsản phẩm tốt nhất để xây dựng từnglớp mạng trong hệ thống. Các chuẩn mở cho phép mở rộng vàgiảm chi phí.
Hoạt động của chuy ển mạch m ềm trong m ạng vi ễn thong th ế hệ mới
19
Thứ ba là mạng chuyển dịch mạng nội hạt.Tổng đài điện thoại có rấtnhiều giá máy và nhiều dữ liệu dịch vụ thoại nội hạt, không chỉ đầu tư lớnmà việc cải tạo cũng sẽ rất khó khăn. Có thể dùng thiết bị tổng hợp truynhập băng rộng, có dung lượng lớn, thay thế giá máy thuê bao hiện có,dùng cổng mạng truy nhập tốc độ cao đến mạng IP, nhằm nâng cấp chuyển mạch mềm và bộ phục vụ ứng dụng, bảo đảm cho dịch vụ thoại nội hạt vàdịch vụ IP. 2. Sự tiến hóa từ mạng hiện tại lên mạng viễn thông thế hệ mới Sự phát triển từ PSTN lên mạng viễn thong thế hệ mớ i Thoại luôn là dịch vụ được xét đến hàng đầu trong quá trình xây dựng mạng. Do đó, ở đây ta xem xét một minh họa về sự chuyển dịch thoại từ PSTN sang mạng viễn thong thế hệ mới.
20
Đối vớ i các mạng dịch vụ khác
21
Từ những phân tích trên, chúng ta xây dựng sự tiến hóa bằng sơ đồ lớp chức năng của các mạng Mạng hiện tại:
GE : Gigabit Ethenet
Mạng trong tƣơng lai gần:
Mạng trong tƣơng lai:
22
Sự phát triển của mạng hữ u tuyến dự trên công nghệ IP:
23
Con đường phát triển của các mạng hiện tại là tạo ra một mạngchuyển mạch gói bên cạnh mạng PSTN để hỗ trợ thoại cũng như số liệu,và cấu hình để vận hành như một chuyển mạch quá giang khác. Để làmđược việc này, điều cần thiết đối với mạng chuyển mạch gói là phải truyềnthông được với PSTN nhờ sử dụng báo hiệu SS7.Truy cập tốc độ cao sẽqua các công nghệ DSL (Digital Subcriber Line), các modem cáp, các đầucuốidi động và vô tuyến băng rộng.Tuy nhiên truyền dẫn quang DWDM,PON (Passive Optical Network) sẽ là xu thế phát triển của tương lai. Thoại là yếu tố quyết định trong sự phát triển sang các mạng đa dịchvụ. Một số lượng lớn các thiết bị đang xuất hiện trên thị trường để hộ trợđiện thoại trên các mạng IP.Các thiết bị này vừa phục vụ cho tư gia kháchhàng vừa cho các mạng hữu tuyến.Có một sức nặng đằng sau ý kiến cho làIP là chọn lựa tất yếu cho tương lai.Các cổng VoIP quy mô doanh nghiệpvừa mới được đưa vào hoạt động và các nhà khai thác đã có các mạng IPtoàn cầu, trong đó có cả nhà khai thác của Châu Á. Việt Nam đã có kế hoạch xây dựng mạng thế hệ mới.Theo cấu hìnhvà tổ chức khai thác mạng dựa trên địa bàn hành chính hiện nay của mạngViễn thông Việt Nam, chất lượng dịch vụ viễn thông được cung cấp sẽ bịảnh hưởng. Vì vậy, việc cung cấp các dịch vụViễn thông và tổ chức khaimạng dựa trên số lượn g thuê bao theo vùng địa lý, nhu cầu phát triển dịchvụ và tổ chức theo cùng lưu lượng đã được đề xuất .Tuy nhiên, lộ trình vẫnchưa thể công bố. II. CẤU TRÚC CHỨC NĂNG Cho đến nay, mạng thế hệ sau vẫn là xu hướng phát triển mới mẻ, chưacó một khuyến nghị chính thức nào của Liên minh Viễn thông thế giới ITUvề cấu trúc của nó. Nhiều hãng viễn thông lớn đã đưa ra mô hình cấu trúcmạng thế hệ mới như Alcatel, Ericssion, Nortel, Siemens, Lucent, NEC,…Bên cạnh việc đưa ra nhiều mô hình cấu trúc mạng viễn thông thế hệ mới khác nhau và kèmtheo là các giải pháp mạng cũng như những sản phẩm thiết bị mới khácnhau. Các hãng đưa ra các mô hình cấu trúc tương đối rõ ràng và các giảipháp mạng khá cụ thể là Alcatel, Siemens, Ericsions. Nhìn chung từ các mô hình này, cấu trúc mạng mới có đặc điểm chunglà bao gồm các lớp chức năng sau : o Lớp nết nối (Access + Transport/ Core) o Lớp trung gian hay lớp truyền thông (Media) Lớp điều khiển (Control) o o Lớp quản lý (Management) Trong các lớp trên, lớp điều khiển hiện nay đang rất phức tạp với nhiềuloại giao thức, khả năng tương thích giữa các thiết bị của hãng là vấn đềđang được các nhà khai thác quan tâm. 1. Mô hình phân lớp chức của mạng viễn thong thế hệ mới 24
C ấ u trúc mạng th ế hệ sau
Xem xét từ góc độ kinh doanh và cung cấp dịch vụ thì mô hình cấutrúc mạng thế hệ sau còn có thêm lớp ứng dụng dịch vụ. Trong môi trường phát triển cạnh tranh thì sẽ có rất nhiều thành phầntham gia kinh doanh trong lớp ứng dụng dịch vụ.
C ấ u trúc mạng và dịch vụ
2. Phân tích
25
C ấ u trúc ch ức năng
Kiến trúc mạng mạng viễn thong thế hệ mới sử dụng chuyển mạch gói cho cả thoại và dữliệu.Nó phân chia các khối vững chắc của tổng đài hiện nay thành các lớpmạng riêng lẽ, các lớp này liên kết với nhau qua các giao diện mở tiêuchuẩn. Sự thông minh của xử lý cuộc gọi cơ bản trong chuyển mạch củaPSTN thực chất là đã được tách ra từ phần cứng của ma trận chuyển mạch.Bây giờ, sự thông minh ấy nằm trong một thiết bị tách rời gọi là chuyểnmạch mềm (softswitch) cũng được gọi là một bộ điều khiển cổng truyềnthông (Media Gateway Controller) hoặc là một tác nhân cuộc gọi (CallAgent), đóng vai trò phần tử điều khiển trong kiến trúc mạng mới. Cácgiao diện mở hướng tới các ứng dụng mạng thông minh (IN IntelligentNetwork) và các server ứng dụng mới tạo điều kiện dễ dàng cho việcnhanh chóng cung cấp dịch vụ và đảm bảo đưa ra thị trường trong thời gianngắn. Tại lớp truyền thông, các cổng được đưa vào sử dụng để làm thíchứng thoại và các phương tiện khác với mạng chuyển mạch gói.Các mediagateway này được sử dụng để phối ghép hoặc với thiết bị đầu cuối củakhách hàng (RGW - Residental Gateway), với các mạng truy nhập (AGWAccessGateway) hoặc với mạng PSTN (TGW- Trunk Access).Các serverphương tiện đặc biệt rất nhiều chức năng khác nhau, chẳng hạn như cung cấp các âm quay số hoặc thông báo. Ngoài ra, c húng còn có các chức năngtiên tiến hơn như : trả lời bằng tiếng nói tương tác và biến đổi văn bản sangtiếng nói hoặc tiếng nói sang văn bản. Các giao diện mở của kiến trúc mới này cho phép các dịch vụ mớiđược giới thiệu nhanh chóng. Đồng thời chúng cũng tạo thuận tiện cho việcgiới thiệu các phương thức kinh doanh mới bằng cách chia tách chuỗi giátrị truyền thống hiện tại thành nhiều dịch vụ có thể do các hãng khác nhaucung cấp. 26
Hệ thống chuyển mạch của mạng viễn thong thế hệ mới được phân thành bốn lớp riêng biệt thayvì tích hợp thành một hệ thống như công nghệ chuyển mạch kênh hiện nay: lớp ứng dụng, lớp điều khiển, lớp truyền thông, lớp truy nhập và truyềntải. Các giao diện mở có sự tách biệt giữa dịch vụ và truyền dẫn cho phépcác dịch vụ mới được đưa vào nhanh chóng, dễ dàng; những nhà khai tháccó thể chọn lựa các nhà cung cấp thiết bị tốt nhất cho từng lớp trong môhình mạng viễn thong thế hệ mới . 2.1 Lớp truy nhập và truyền dẫn Phần truyền dẫn Lớp vật lý : Truyền dẫn quang với kỹ thuật ghép kênh bước sóng quang DWDM sẽ được sử dụng. Lớp 2 và lớp 3 : Truyền dẫn trên mạng lõi (core network) dựa vào kỹ thuật gói cho tất cả các dịch vụ với chất lượng dịch vụ QoS tùy yêu cầu cho từng loại dịch vụ. ATM hay IP/MPLS có thể được sử dụng làm nền cho truyền dẫn trên mạng lõi để đảm bảo QoS. Mạng lõi có thể thuộc mạng MAN hay mạng đường trục. Các router sử dụng ở biên mạng lõi khi lưu lượng lớn, ngược lại, khi lưu lượng thấp, switch – router có thể đảm nhận luôn chức năng của những router này. Thành phần Các nút chuyển mạch/ Router (IP/ATM hay IP/MPLS), các chuyển mạch kênh của mạng PSTN, các khối chuyển mạch PLM nhưng ở mạng đường trục, kỹ thuật truyền tải chính là IP hay IP/ATM. Có các hệ thống chuyển mạch, hệ thống định tuyến cuộc gọi. Chức năng Lớp truyền tải trong cấu trúc mạng viễn thông thế hệ mới bao gồm cả chức năng truyền dẫn và chức năng chuyển mạch. Lớp truyền dẫn có khả năng hỗ trợ các mức QoS khác nhau cho cùng một dịch vụ và cho các dịch vụ khác nhau. Nó có khả năng lưu trữ lại các sự kiện xảy ra trên mạng (kích thước gói, tốc độ gói, độ trì hoãn, tỷ lệ mất gói và Jitter cho phép,… đối với mạng chuyển mạch gói; băng thông, độ trì hoãn đối với mạng chuyển mạch kênh TDM). Lớp ứng dụng sẽ đưa ra các yêu cầu về năng lực truyền tải và nó sẽ thực hiện các yêu cầu đó. Phần truy nhập Lớp vật lý : Hữu tuyến : Cáp đồng, xDSL hiện đang sử dụng. Tuy nhiên trong tương lai truyền dẫn quang DWDM, PON (Passive Optical Network)
27
sẽ dần dần chiếm ưu thế và thị trường xDSL, modem cáp dần dần thu hẹp lại. Vô tuyến : thông tin di động - công nghệ GSM hoặc CDMA, truy nhập vô tuyến cố định, vệ tinh. Lớp 2 và lớp 3 : Công nghệ IP sẽ làm nền cho mạng truy nhập. Thành phần : Phần truy nhập gồm các thiết bị truy nhập đóng vai trò giao diện để kết nối các thiết bị đầu cuối vào mạng qua hệ thống mạng ngoại vi cáp đồng, cáp quang hoặc vô tuyến. Các thiết bị truy nhập tích hợp IAD. Thuê bao có thể sử dụng mọi kỹ thuật truy nhập (tương tự, số, TDM, ATM, IP,…) để truy nhập vào mạng dịch vụ mạng viễn thông thế hệ mới . Chức năng : Như tên gọi, lớp truy nhập cung cấp các kết nối giữa thuê bao đầu cuối và mạng đường trục ( thuộc lớp truyền dẫn) qua cổng giao tiếp MGW thích hợp. Mạng viễn thông thế hệ mớikết nối với hầu hết các thiết bị đầu cuối chuẩn và không chuẩn như các thiết bị truy xuất đa dịch vụ, điện thoại IP, máy tính PC, tổng đài nội bộ PBX, điện thoại POTS, điện thoại số ISDN, di động vô tuyến, di động vệ tinh, vô tuyến cố định, VoDSL, VoIP, …
2.2 Lớp truyền thông Thành phần : Thiết bị ở lớp truyền thông là các cổng truyền thông (MG – Media Gateway) bao gồm : Các cổng truy nhập : AG (Access Gateway) kết nối giữa mạng lõi với mạng truy nhập, RG (Residental gateway) kết nối mạng lõi với mạng thuê bao tại nhà. Các cổng giao tiếp : TG (Trunking Gateway) kết nối giựa mạng lõi với mạng PSTN/ISDN, WG (Wireless Gateway) kết nối mạng lõi với mạng di động,... Chức năng : Lớp truyền thông có khả năng tương thích các kỹ thuật truy nhập khác với kỹ thuật chuyển mạch gói IP hay ATM ở mạng đường trục. Hay nói cách khác, lớp này chịu trách nhiệm chuyển đổi các loại môi trường ( chẳng hạn như PSTN, FramRelay, LAN, vô tuyến,…) sang môi trường truyền dẫn gói được áp dụng trên mạng lõi và ngược lại. Nhờ đó, các nút chuyển mạch (ATM + IP) và các hệ thống truyền dẫn sẽ thực hiện chức năng chuyển mạch, định tuyến cuộc gọi giữa các thuê bao của lớp truy nhập dưới sự điều khiển của các thiết bị thuộc lớp điều khiển. 2.3 Lớp điều khiển
28
Thành phần Lớp điều khiển bao gồm các hệ thống điều khiển mà thành phầnchính là Softswitch còn gọi là Media Gateway Controller hay CallAgent được kết nối với các thành phần khác để kết nối cuộc gọi hayquản lý địa chỉ IP như : SGW ( Signaling Gateway), MS (MediaSever), FS (Feature Server), AS (Application Server).
Theo MSF (MutiService Switching Forum), lớp điều khiển cầnđược tổ chức theo kiểu module và có thể bao gồm một số bộ điềukhiển độc lập. Ví dụ có các bộ điều khiển riêng cho các dịch vụ :thoại / báo hiệu số 7, ATM / SVC, IP/MPLS, …
29
Chức năng Lớp điều khiển có nhiệm vụ kết nối để cung cấp các dịch vụ thôngsuốt từ đầu cuối đến đầu cuối với bất kỳ loại giao thức và báo hiệu nào. Cụ thể , lớp điều khiển thực hiện : Định tuyến lưu lượng giữa các khối chuyển mạch. Thiết lập 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 đối với mỗi kết nối (hay mỗi luồng) và thực hiện giám sát điều khiển để đảm bảo QoS. Báo hiệu đầu cuối từ các trung kế, các cổng trong kết nối với lớp media. Thống kê và ghi lại các thông số về chi tiết cuộc gọi, đồng thời thực hiện các cảnh báo. Thu nhận thông tin báo hiệu từ các cổng và chuyển thông tin này đến các thành phần thích hợp trong lớp điều khiển. Quản lý và bảo dưỡng hoạt động của các tuyến kết nối thuộc phạmvi điều khiển. Thiết lập và quản lý hoạt động của các luồng yêu cầuđối với chức năng dịch vụ trong mạng. Báo hiệu với các thành phầnngang cấp.
30
Các chức năng quản lý, chăm sóc khách hàng cũng được tích hợp trong lớp điều khiển.Nhờ các giao diện mở nên có sự tách biệt giữa dịch vụ và truyền dẫn, điều này cho phép các dịch vụ mới được đưa vào nhanh chóng và dễ dàng. 2.4 Lớp ứng dụng Thành phần Lớp ứng dụng gồm các nút thực thi dịch vụ SEN (Service Excution Node), thực chất là các server dịch vụ cung cấp các ứng dụng cho khách hàng thông qua lớp truyền tải. Chức năng Lớp ứng dụng cung cấp các dịch vụ có băng thông khác nhau và ở nhiều mức độ. Một số loại dịch vụ sẽ thực hiện làm chủ việc thực hiện điều khiển logic của chúng và truy nhập trực tiếp tới lớp ứng dụng, còn một số dịch vụ khác sẽ được điều khiển từ lớp điều khiển như dịch vụ thoại truyền thống.Lớp ứng dụng liên kết với lớp điều khiển thông qua các giao diện mở API.Nhờ đó mà các nhà cung cấp dịch vụ có thể phát triển các ứng dụng và triển khai nhanh chóng trên các dịch vụ mạng. Một số ví dụ về các loại ứng dụng dịch vụ được đưa ra sau đây: Các dịch vụ thoại + Các dịch vụ thông tin và nội dung + VPN cho thoại và số liệu + Video theo yêu cầu + Nhóm các dịch vụ đa phương tiện + Thương mại điện tử + Các trò chơi trên mạng thời gian thự c. + …… + 2.5 Lớp quản lý Lớp quản lý là một lớp đặc biệt xuyên suốt các lớp từ lớp kết nối cho đến lớp ứng dụng. Tại lớp quản lý, người ta có thể triển khai kế hoạch xây dựng mạng giám sát viễn thông TMN, như một mạng riêng theo dõi và điều phối các thành phần mạng viễn thông đang hoạt động. Tuy nhiên cần phân biệt các chức năng quản lý với các chức năng điều khiển. Vì căn bản mạng viễn thông thế hệ mớisẽ dựa trên các giao diện mở và cung cấp rất nhiều loại hình dịch vụ trong một mạng đơn, cho nên mạng quản lý phải làm việc trong một môi trường đa nhà đầu tư, đa nhà khai thác, đa dịch vụ. Từ những phân tích trên, ta xây dựng sơ đồ các thực thể chức năng của mạng viễn thông thế hệ mới :
31
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
Nhiệm vụ của từng thực thể như sau: AS-F: đây là thực thể thi hành các ứng dụng nên nhiệm vụ chính là cung cấp các logic dịch vụ và thi hành một hay nhiều các ứng dụng/dịch vụ. MS-F: cung cấp các dịch vụ tăng cường cho xử lý cuộc gọi. Nó hoạt động như một server để xử lý các yêu cầu từ AS -F hoặc MGC-F. MGC-F: cung cấp logic cuộc gọi và tín hiệu báo hiệu xử lý cuộc gọi cho một hay nhiều Media Gateway. CA-F: là một phần chức năng của MGS -F. Thực thể này được kích hoạt khi MGC-F thực hiện việc điều khiển cuộc gọi. IW-F: cũng là một phần chức năng của MGC -F. Nó được kích hoạt k hi MGC-F thực hiện các báo hiệu giữa các mạng báo hiệu khác nhau. R-F: cung cấp thông tin định tuyến cho MGC -F. A-F: cung cấp thông tin dùng cho việc tính cước. SG-F: dùng để chuyển các thông tin báo hiệu của mạng PSTN qua mạng IP. MG-F: dùng để chuyển thông tin từ dạng truyền dẫn này sang dạng truyền dẫn khác.
32
Trên đây chỉ là những chức năng cơ bản nhất của mạng viễn thông thế hệ mới.Và tùythuộc vào nhu cầu thực tế mà mạng có thêm những chức năng khác nữa. III.
CẤU TRÚC VẬT LÝ a. Cấu trúc vật lý của mạng thế hệ mớ i
b. Các thành phần mạng và chức năng
33
Trong mạng viễn thông thế hệ mớ i có r ất nhiều thành phần cần quan tâm,nhưng ở đây ta chỉ nghiên cứu những thành phần chính thể hiện rõ nét sựtiên tiến của mạng viễn thông thế hệ mới so với mạng viễn thông truyền thống. Cụ thể là : + Media Gateway (MG) + Media Gateway Controller (MGC - Call Agent - Softswitch) + Signaling Gateway (SG) + Media Server (MS) + Application Server (Feature Server)
1. Media Gateway (MG)
34
ấ u tr úc c ủa M edia Gateway C Media Gateway cung cấp phương tiện để truyền tải thông tin thoại, dữliệu, fax và video giữa mạng gói IP và mạng PSTN. Trong mạng PSTN, dữliệu thoại được mang trên kênh DS0.Để truyền dữ liệu này vào mạng gói,mẫu thoại cần được nén lại và đóng gói. Đặc biệt ở đây người ta sử dụngmột bộ xử lý tín hiệu số DSP (Digital Signal Processors) thực hiện các chứcnăng : chuyển đổi AD (analog to digital), nén mã thoại/ audio, triệt tiếng dội,bỏ khoảng lặng, mã hóa, tái tạo tính hiệu thoại, truyền các tín hiệu DTMF,…
Các chức năng của một Media Gateway Truyền dữ liệu thoại sử dụng giao thức RTP (Real Time Protocol). Cung cấp khe thời gian T1 hay tài nguyên xử lý tín hiệu số (DSP - Digital Signal Processing) dưới sự điều khiển của Media Gateway Controller (MGC). Đồng thời quản lý tài nguyên DSP cho dịch vụ này. Hỗ trợ các giao thức đã có như loop -start, ground-start, E&M, CAS, QSIG và ISDN qua T1. Quản lý tài nguyên và kết nối T1. Cung cấp khả năng thay nóng các card T1 hay DSP. Có phần mềm Media Gateway dự phòng. Cho phép khả năng mở rộng Media Gateway về: cổng(ports), cards, các nút mà không làm thay đổi các thành phần khác. Đặc tính hệ thống 35
Một Media Gateway có các đặc tính sau : Là một thiết bị vào/ra đặc hiệu (I/O). Dung lượng bộ nhớ phải luôn đảm bảo lưu trữ các thông tin trạng thái, thông tin cấu hình, các bản tin MGCP, thư viện DSP,… Dung lượng đĩa chủ yếu sử dụng cho quá trình đăng nhập (logging) Dự phòng đầy đủ giao diện Ethernet (với mạng IP), mở rộng một vài giao diện T1/E1 với mạng TDM. Mật độ khoảng 120 port (DSO’s). Sử dụng bus H.110 để đảm bảo tính linh động cho hệ thống nội bộ 2. Media Gateway Controller (MGC) MGC là đơn vị chức năng chính của Softswitch. Nó đưa ra các quy luật xử lý cuộc gọi, còn MG và SG sẽ thực hiện các quy luật đó.Nó điều khiển SG thiết lập và kết thúc cuộc gọi.Ngoài ra nó còn giao tiếp với hệ thống OSS và BSS. MGC chính là chiếc cầu nối giữa các mạng có đặc tính khác nhau, nhưPSTN, SS7, mạng IP.Nó chịu trách nhiệm quản lý lưu lượng thoại và dữ liệuqua các mạng khác nhau. Nó còn được gọi là Call Agent do chức năng điềukhiển các bản tin . Một MGC kết hợp với MG, SG tạo thành cấu hình tối thiểu choSoftswitch.
C ấ u trúc c ủa SoftSwitch
Các chức năng của Media Gateway Controller Quản lý cuộc gọi. Các giao thức thiết lập cuộc gọi thoại : H.323, SIP Giao thức điều khiển truyền thông : MGCP, Megaco, H.248 36
Quản lý lớp dịch vụ và chất lượng dịch vụ Giao thức quản lý SS7 : SIGTRAN (SS7 over IP) Xử lý báo hiệu SS7 Quản lý các bản tin liên quan QoS như RTCP Thực hiện định tuyến cuộc gọi Ghi lại các thông tin chi tiết của cuộc gọi để tính cước (CDR - Call Detail Record) Điều khiển quản lý băng thông Đối với Media Gateway : + Xác định và cấu hình thời gian thực cho các DSP + Phân bổ kênh DS0 + Truyền dẫn thoại ( mã hóa, nén, đóng gói) Đối với Signaling Gateway, MGC cung cấp : + Các loại SS7 + Các bộ xử lý thời gian + Cấu hình kết nối + Mã của nút mạng hay thông tin cấu hình Đăng ký Gatekeeper Đặc tính hệ thống Là một CPU đặc hiệu, yêu cầu là hê thống đa xử lý, có khả năng mở rộng theo chiều ngang. Cần bộ nhớ lớn để lưu trữ cơ sở dữ liệu. Điều này cũng rất cần thiết cho các quá trình đa xử lý . Chủ yếu làm việc với lưu lượng IP, do đó yêu cầu các kết nối tốc độ cao . Hỗ trợ nhiều loại giao thức . Độ sẵn sàng cao.
1.1 Signalling Gateway (SG)
Signaling Gatew ay tạo ra một chiếc cầu giữa mạng báo hiệu SS7 với mạng IP dưới sự điều khiển của Media Gateway Controller (MGC). SG làm cho Softswitch giống như một nút SS7 trong mạng báo hiệu SS7.Nhiệm vụ của SG là xử lý thông tin báo hiệu. Các chức năng của Signaling Gateway: Cung cấp một kết nối vật lý đến mạng báo hiệu. Truyền thông tin báo hiệu giữa Media Gateway Controller và Signaling Gateway thông qua mạng IP. Cung cấp đường dẫn truyền dẫn cho thoại, dữ liệu và các dạng dữ liệu khác. (Thực hiện truyền dữ liệu là nhiệm vụ của Media Gateway). Cung cấp các hoạt động SS7 có sự sẵn sàng cao cho các dịch vụ viễn thông. Đặc tính hệ thống : Là một thiết bị vào ra I/O . 37
Dung lượng bộ nhớ phải luôn đảm bảo lưu trữ các thông tin trạng thái, thông tin cấu hình, các lộ trình,… Dung lượng đĩa chủ yếu sử dụng cho quá trình đăng nhập (logging), do đó không yêu cầu dung lượng lớn. Dự phòng đầy đủ giao diện Ethernet (với mạng IP) Giao giện với mạng SS7 bằng cách sử dụng một luồng EE/T1, tối thiểu 2 kênh D, tối đa 16 kênh D Để tăng hiệu suất và tính linh động người ta sử dụng bus H.110 hay H.100 Yêu cầu độ sẵn sàng cao : nhiều SG, nhiều liên kết báo hiệu,…
3. Media Server (MS)
Media Server là thành phần lựa chọn của Softswitch, được sử dụng đểxử lý các thông tin đặc biệt.Một Media Server phải hỗ trợ phần cứng DSPvới hiệu suất cao nhất. Các chức năng của một Media Server: Chức năng voicemail cơ bản. Hộp thư fax tích hợp hay các thông báo có thể sử dụng e -mail hay các bản tin ghi âm trước (pre -recorded message). Khả năng nhận tiếng nói (nếu có). Khả năng hội nghị truyền hình (video conference). Khả năng chuyển thoại sang văn bản (speech -to-text) Đặc tính hệ thống : Là một CPU, có khả năng quản lý lưu lượng bản tin MGCP . Lưu trữ các phương pháp thực hiện liên kết với DSP nội bộ hay lân cậ n Cần dung lượng bộ nhớ lớn để lưu trữ các cơ sở dữ liệu, bộ nhớ đệm, thư viện,… Dung lượng đĩa tương đối nhỏ. Quản lý hầu hết lưu lượng IP nếu tất cả tài nguyên IP được sử dụng để xử lý thoại. Sử dụng bus H.110 để tương thích với card DSP và MG. Độ sẵn sàng cao.
4. Application Server/Feature Server Server đặc tính là một server ở mức ứng dụng chứa một loạt các dịch vụ của doanh nghiệp.Chính vì vậy nó còn được gọi là Server ứng dụng thương mại. Vì hầu hết các Server này tự quản lý các dịch vụ và truyền thông qua mạng IP nên chúng không ràng buộc nhiều với Softswith về việc phân chia hay nhóm các thành phần ứng dụng.
38
C ấ u trúc c ủa server ứ ng d ụng
Các dịch vụ cộng thêm có thể trực thuộc Call Agent, hoặc cũng có thểthực hiện một cách độc lập. Những ứng dụng này giao tiếp với Call Agentthông qua các giao thức như SIP, H.323,…Chúng thường độc lập với phầncứng nhưng lại yêu cầu truy nhập cơ sở dữ liệu đặc trưng.
Chức năng của Feature Server : Xác định tính hợp lệ và hỗ trợ các thông số dịch vụ thông thường cho hệ thống đa chuyển mạch. Một vài ví dụ về các dịch vụ đặc tính : Hệ thống tính cước – Call Agents sử dụng các bộ CDR (Call Detail Record). Chương trình CDR có rất nhiều đặc tính, chẳng hạn khả năng ứng dụng tốc độ dựa trên loại đường truyền, thời điểm trong ngày,..Dịch vụ này cho phép khách hàng truy nhập vào bản tin tính cước củahọ thông qua cuộc gọi thoại hay yêu cầu trang Web. H.323 Gatekeeper- dịch vụ này hỗ trợ định tuyến thông qua các miềnkhác nhau ( các mạng khác nhau). Mỗi miền có thể đang ký số điệnthoại và số truy nhập trung kế với Gatekeeper thông qua giao thứcH.323. Gatekeeper sẽ cung cấp dịvh vụ định tuyến cuộc gọi ( vàchuyển dịch sang dạng số) cho mỗi đầu cuối H.323. Gatekeeper còncó thể cung cấp điều khiển tính cước và quản lý băng thông choSoftswitch. 39
VPN- Dịch vụ này sẽ thiết lập mạng riêng ảo cho khách hàng với cácđặc tính sau : + Băng thông xác định ( thông qua mạng thuê riêng tốc độ cao) + Đảm bảo QoS + Nhiều tính năng riêng theo chuẩn + Kế hoạch quay số riêng + Bảo mật các mã thoại được truyền dẫn.
Đặc tính hệ thống Nó đặc biệt yêu cầu một CPU tiện ích cao. Điều này cũng còn phụ thuộc vào các ứng dụng đặc biệt khác nhau. Cần bộ nhớ lớn với độ trễ thấp. CPU có khả năng mở rộng để đáp ứng cho viêc nâng cấp dịch vụ và lưu lượng. Đặt một vài cơ sở dữ liệu trong Server. Dung lượng đĩa lớn, tùy thuộc vào đặc tính của ứng dụng. Chẳng hạn như dung lượng 100GB- 2TB cho ngân hàng voice mail. Giao diện Ethernet (với mạng IP) được thực hiện với đầy đủ khả năng dự phòng.
IV.CHUYỂN MẠCH MỀM (SoftSwitch) 1. Sự ra đờ i của chuyển mạch mềm Trong tương lai, mạng thế hệ mới sẽ hoàn toàn dựa trên cơ sở hạ tầng là mạng gói.Vì thế việc chuyển từ mạng viễn thông hiện tại lên mạng thế hệ mới phải trải qua nhiều giai đoạn. Do PSTN hiện tại vẫn hoạt động tốt và dịch vụ do nó cung cấp khá tin cậy (99.999%) nên việc chuyển cả mạng truy nhập và mạng lõi của PSTN thành mạng gói là rất tốn kém. Để tận dụng sự hoạt động tốt của PSTN và ưu điểm của chuyển mạch gói, cấu hình mạng viễn thông thế hệ mớibao gồm chuyển mạch kênh và chuyển mạch gói được thể hiện như trong hình sau:
40
C ấ u trúc mạng thế hệ mớ i AAA: Accounting, Authentication, and Authorization DNS: Domain Name Server DSL: Digital Subscriber Line GE: Gigabit Ethernet GPRS: General Packet Radio Service IP Sec: Internet Protocol Security ISP: Internet Service Provider LAN: Local Area Network
MAN: Metropolitan Access Network MGC: Media Gateway Controller MPLS: Multi Protocol Label Switching RSVP: ReSerVation Protocol SDH: Synchronous Digital Hierarchy UMTS: Universal Mobile Telecommunications Network WDM: Wavelength Division Multiplex
Theo hình trên, tổng đài lớp 5 hay tổng đài nội hạt dùng chuyểnmạch kênh (circuit-switched local- exchange) (thể hiện qua phần mạngPSTN) vẫn được sử dụng.Như đã biết, phần phức tạp nhất trong nhữngtổng đài này chính là phần mềm dùng để điều khiển quá trình xử lý cuộcgọi.Phần mềm này chạy trên một bộ xử lý chuyên dụng được tích hợpsẵn với phần cứng vật lý chuyển mạch kênh.Hay nói cách khác phầnmềm sử dụng trong các tổng đài nội hạt phụ thuộc vào phần cứng củatổng đài.Điều này gây khó khăn cho việc tích hợp mạng PSTN và mạngchuyển mạch gói khi xây dựng mạng viễn thông thế hệ mới – là mạng dựa trên cơ sở mạng gói. Một giải pháp có thể thực thi là tạo ra một thiết bị lai (hybriddevice) có thể chuyển mạch thoại ở cả dạng kênh và gói với sự tích hợpcủa phần mềm xử lý 41
cuộc gọi.Điều này được thực hiện bằng cách táchriêng chức năng xử lý cuộc gọi khỏi chức năng chuyển mạch vật lý . Thiết bị đó chính là MGC sử dụng chuyển mạch mềm Softswitch.Hay chuyển mạch mềm Softswitch chính là thiết bị thực hiện việc xử lýcuộc gọi tr ong mạng mạng viễn thông thế hệ mới. 2. Khái niệm Hiện nay có nhiều khái niệm về chuyển mạch mềm, tùy thuộc vào từng hãng viễn thông khác nhau. Theo hãng Mobile IN, Softswitch là ý tưởng về việc tách phần cứng mạng ra khỏi phần mềm mạng. Theo hãng Nortel, Softswitch chính là thành phần quan trọng nhất của mạng thế hệ tiếp sau. Softswitch là một phần mềm theo mô hình mở, có thể thực hiện được những chức năng thông tin phân tán trên một môi trường máy tính mở và có chức năng của mạng chuyển mạch thoại TDM truyền thống. Chuyển mạch mềm có thể tích hợp thông tin thoại, số liệu và video.Và nó có thể phiên dịch giao thức giữa các mạng khác nhau. Theo CopperCom, Softswitch là tên gọi dùng cho một phương pháp tiếp cận mới trong chuyển mạch thoại có thể giúp giải quyết được các thiếu sót của các chuyển mạch trong các tổng đài nội hạt truyền thống. Thực chất của khái niệm chuyển mạch mềm chính là phần mềm thực hiện chức năng xử lý cuộc gọi trong hệ thống chuyển mạch có khả năng chuyển tải nhiều loại thông tin với các giao thức khác nhau. (Ghi chú: chức năng xử lý cuộc gọi bao gồm định tuyến cuộc gọi và quản lý, xác định và thực thi các đặc tính cuộc gọi). Theo thuật ngữ chuyển mạch mềm thì chức năng chuyển mạch vật lý được thực hiện bởi cổng phương tiện Media Gateway (MG), còn xử lý cuộc gọi là chức năng của bộ điều khiển cổng phương tiện Media Gateway Controller (MGC). Một số lý do chính cho thấy việc tách 2 chức năng trên là một giải pháp tốt: Cho phép có một giải pháp phần mềm chung đối với việc xử lý cuộc gọi. Và phần mềm này được cài đặt trên nhiều loại mạng khác nhau, bao gồm cả mạng chuyển mạch kênh và mạng gói (áp dụng được với các dạng gói và môi trường truyền dẫn khác nhau). Là động lực cho các hệ điều hành, các môi trường máy tính chuẩn, tiết kiệm đáng kể trong việc phát triển và ứng dụng các phần mềm xử lý cuộc gọi. Cho phép các phần mềm thông minh của các nhà cung cấp dịch vụ điều khiển từ xa thiết bị chuyển mạch đặt tại trụ sở của khách hàng, một yếu tố quan trọng trong việc khai thác tiềm năng của mạng trong tương lai. 3. Vị trí của chuyển mạch mềm trong mô hình phan lớ p chức năng Do có chức năng là xử lý cuộc gọi ( Call control) nên vị trí tương ứng của Softswitch trong mô hình phân lớp chức năng của mạng viễn thông thế hệ mớilà lớp Điều khiển cuộc gọi và báo hiệu (Call Control and Signaling Layer). 42
Và các thực thể chức năng của Softswitch là MGC -F, CA-F, IW-F, R-F và AF.
4. Thành phần chính Thành phần chính của chuyển mạch mềm Softswitch là bộ điều khiển cổng thiết bị Media Gateway Controller (MGC). Bên cạnh đó còn có các thành phần khác hỗ trợ hoạt động như: Signaling Gateway (SG), Media Gateway (MG), Media Server (MS), Application Server (AS)/Feature Server (FS). Trong đó Media Gateway là thành phần nằm trên lớp Media Layer, Signaling Gateway là thành p hần ở trên cùng lớp với MGC; Media Server và Application Server/Feature Server nằm trên lớp Application and Service Layer.
43
K ế t nố i MGC v ớ i các thành ph ần khác
ATM: Asynchronous Transfer Mode IP: Internet Protocol PSTN: Public Switched Telephone Network SS7: Signaling System 7 TDM: Time Division Network
Ghi chú: các thiết bị thuộc mạng IP là các router, các chuyển mạchthuộc mạng backbone để truyền tải các gói tin đi. Trong khi đó mạng khôngIP (non IP network) là mạng có các thiết bị đầu cuối không phải thuộc mạngIP và các mạng vô tuyến không dây. Ví dụ về các thiết bị đầu cuối khôngthuộc mạng IP: thiết bị đầu cuối ISDN, IAD (Integrated Access Device) chomạng DSL, … Một Media Gateway Controller có thể quản lý nhiều Media Gateway.Hình trên chỉ minh họa 1 MGC quản lý 1 MG. Và một Media Gateway cóthể nối đến nhiều loại mạng khác nhau. 5. Media Gateway Controller MGC chính là thành phần chính của chuyển mạch mềm, và cũng thường được gọi là Softswitch, hay Call Agent. Các chức năng chính của MGC được thể hiện trong hình sau: 44
Chức năng của MGC Chú thích: CA-F và IW- F là 2 chức năng con của MGC-F. CA-Fđược kích hoạt khi MGC-F thực hiện việc điều khiển cuộc gọi.Và IW -Fđược kích hoạt khi MGC-F thực hiện các báo hiệu giữa các mạng báo hiệu khác nhau. Riêng thực thể chức năng Inter - perator Manager cónhiệm vụ liên lạc, trao đổi thông tin giữa các MGC với nhau. Media Gateway Controller có nhiệm vụ tạo cầu nối giữa các mạngcó đặc tính khác nhau bao gồm PSTN, SS7, IP. Các chức năng chính của Media Gateway Controller: Điều khiển cuộc gọi, duy trì trạng thái của mỗi cuộc gọi trên một Media Gateway. Điều khiển và hỗ trợ hoạt động của Media Gateway, Signaling Gateway. Trao đổi các bản tin cơ bản giữa 2 MG -F. Xử lý bản tin SS7 (khi sử dụng SIGTRAN). Xử lý bản tin liên quan QoS. Phát hoặc nhận bản tin báo hiệu. Định tuyến (bao gồm bảng định tuyến, phân tích số và dịch số). Tương tác với AS -F để cung cấp dịch vụ hay đặc tính cho người sử dụng. Có thể quản lý các tài nguyên mạng (port, băng tần, …). Các giao thức Media Gateway Contr oller có thể sử dụng: 45
Để thiết lập cuộc gọi: H.323, SIP. Điều khiển Media Gateway: MGCP, Megaco/H.248. Điều khiển Signaling Gateway: SIGTRAN (SS7). Để truyền thông tin: RTP, RTCP. Các thành phần mạng của mạng viễn thông thế hệ mới liên lạc với nhau qua các giao thức được thể hiện trong hình sau:
Giao thức sử dụng giữa các thành phần SIP: Session Initiation Protocol SIGTRAN: Signaling Transport Protocol MGCP: Media Gateway Controller Protocol Megaco: MEdia GAteway COntroller Protocol ENUM: E.164 Number (IETF) TRIP: Telephony Routing over IP (IETF)
46
Ví dụ sử dụng MGC RTP: Real Time Transport Protocol RTCP: Real Time Control Protocol SPS-F: SIP Proxy Server Function
Trong ví dụ này, vì sử dụng giao thức SIP để khởi tạo kết nối nênMGC sẽ có thêm chức năng SPS-F (SIP Proxy Server - Function).SPS-Fhỗ trợ cho R -F trong quá trình định tuyến. Ta thấy trong mạng này không chỉ hỗ trợ các mạng cung cấp dịch vụtruyền thống mà còn có các mạng cung cấp dịch vụ mới (H.323, SIP, IPPhone, …). 6. Khái quát hoạt động của chuyển mạch mềm Ở đây chỉ xét trường hợp thuê bao gọi đi là một thuê bao thuộc mạng cung cấp dịch vụ thoại truyền thống PSTN.Các trường hợp khác thì hoạt động của chuyển mạch mềm Softswitch cũng sẽ tương tự. Hoạt động của phần mềm này bao gồm các bước sau: Bƣớc 1: Khi có một thuê bao nhấc máy (thuộc PSTN) và chuẩn bị thực hiệncuộc gọi thì tổng đài nội hạt quản lý thuê bao đó sẽ nhận biết trạngthái off-hook của thuê bao. Và Signaling Gateway (SG) nối vớitổng đài này thông qua mạng SS7 cũng nhận biết được trạng tháimới của thuê bao.
47
Bƣớc 2: SG sẽ báo cho Media Gateway Controller (MGC) trực tiếp quản lýmình thông qua CA -F đồng thời cung cấp tín hiệu dial -tone chothuê bao. Ta gọi MGC này là caller-MGC. Bƣớc 3: Caller- MGC gởi yêu cầu tạo kết nối đến Media Gateway (MG) nốivới tổng đài nội hạt ban đầu nhờ MGC -F. Bƣớc 4: Các số do thuê bao nhấn sẽ được SG thu thập và chuyển tới caller-MGC. Bƣớc 5: Caller- MGC sử dụng những số này để quyết định công việc tiếptheo sẽ thực hiện. Các số này sẽ được chuyển tới chức năng R -Fvà R-F sử dụng thông tin lưu trữ của các server để có thể địnhtuyến cuộc gọi. Trường hợp đầu cuối đích cùng loại với đầu cuốigọi đi (nghĩa là cũng là một thuê bao của mạng PSTN): nếu thuêbao bị gọi cũng thuộc sự quản lý của caller -MGC thì thực hiệnbước (7). Nếu thuê bao này thuộc sự quản lý của một MGC khácthì thực hiện bước (6).Còn nếu thuê bao này là một đầu cuối khácloại thì MGC sẽ đồng thời kích hoạt chức năng IW -F để khởi độngbộ điều khiển tương ứng và chuyển cuộc gọi đi.Lúc này thông tinbáo hiệu sẽ được một loại Gateway khác xử lý.Và quá trình truyềnthông tin sẽ diễn ra tương tự như kết nối giữa 2 thuê bao thoạithông thường. Bƣớc 6: Caller-MGC sẽ gởi yêu cầu thiết lập cuộc gọi đến một MGC khác.Nếu chưa đến đúng MGC của thuê bao bị gọi (ta gọi là callee-MGC) thì MGC này sẽ tiếp tục chuyển yêu cầu thiết lập cuộc gọiđến MGC khác cho đến khi đến đúng callee -MGC.Trong quá trình này, các MGC trung gian luôn phản hồi lại MGC đã gởi yêu cầuđến nó.Các công việc này được thực hiện bởi CA -F. Bƣớc 7: Callee-MGC gởi yêu cầu tạo kết nối với MG nối với tổng đài nộihạt của thuê bao bị gọi (callee-MG). Bƣớc 8: Đồng thời callee -MGC gởi thông tin đến callee-SG, thông quamạng SS7 sẽ làm rung chuông thuê bao bị gọi. Bƣớc 9: Khi callee- SG nhận được bản tin báo trạng thái của thuê bao bị gọi(giả sử là rỗi) thì nó sẽ gởi ngược thông tin này trở về callee -MGC. Bƣớc 10: Và callee- MGC sẽ phản hồi về caller -MGC để báo mình đang liênlạc với người được gọi. Bƣớc 11: Callee-MGC gởi thông tin để cung cấp tín hiệu ring bac k tone chocaller-MGC, qua caller-SG đến người gọi. Bƣớc 12: Khi thuê bao bị gọi nhấc máy thì quá trình thông báo tương tự cácbước trên xảy ra: qua nút báo hiệu số 7, thông tin nhấc máy quacallee SG đến callee-MGC, rồi đến caller -MGC, qua caller- SG rồiđến thuê bao thực hiện cuộc gọi. Bƣớc 13: Kết nối giữa thuê bao gọi đi và thuê bao bị gọi được hình thànhthông qua caller-MG và callee-MG. Bƣớc 14: Khi chấm dứt cuộc gọi thì quá trình sẽ diễn ra tương tự như lúc thiếtlập. 48
7. Ƣu điểm và ứng dụng điểm 7.1 Ƣu điểm Cho cơ hội mới về doanh thu: Với công nghệ mạng cho phép hội tụ các ứng dụng thoại, số liệu, video cùng công nghệ chuyển mạch mới, nhiều dịch vụ giá trị gia tăng hoàn toàn mới được ra đời. Các dịch vụ này hứa hẹn sẽ đem lại doanh thu cao hơn so với các dịch vụ thoại truyền thống. Do sử dụng công nghệ chuyển mạch mềm, có tính chất phân tán, các nhà cung cấp dịch vụ có thể cung cấp dịch vụ cho một nhóm nhỏ khách hàng, hay bất cứ nơi nào và khi nào mà họ muốn. Thời gian tiếp cận thị trường ngắn: Do công nghệ chuyển mạch mới dựa trên phần mềm nên các dịch vụ mới ra đời cũng dựa trên phần mềm. Điều này làm cho việc triển khai các dịch vụ mới cũng như nâng cấp dịch vụ đang cung cấp trở nên nhanh chóng hơn. Ngoài ra nhà khai thác mạng có thể mua một dịch vụ mới từ nhà cung cấp thứ ba để triển khai nhanh chóng dịch vụ khách hàng yêu cầu. Đây chính là một trong những đặc điểm khác biệt của mạng thế hệ sau mạng viễn thông thế hệ mới mà các mạng hiện tại không có. Khả năng thu hút khách hàng: Cùng với việc đưa vào sử dụng mạng thế hệ mới, việc đưa vào sử dụng chuyển mạch mềm còn giới thiệu với khách hàng nhiều dịch vụ mới hấp dẫn đồng thời cho phép họ tự lựa chọn và kiểm soát các dịch vụ thông tin do mình sử dụng. Giảm chi phí xây dựng mạng: Chi phí xây dựng cho các hệ thống sử dụng chuyển mạch mềm là chi phí cho phần mềm, không theo kiểu chi phí cho các cơ cấu chuyển mạch kênh trước đây. Do đó không đòi hỏi phải có vốn đầu tư ban đầu lớn mà chi phí xây dựng sẽ tăng tuyến tính theo nhu cầuvà số lượng khách hàng. Các nhà khai thá c có thể khởi đầu phục vụ cho một số lượng nhỏ khách hàng nhưng vẫn cung cấp đầy đủ các dịch vụ thông qua các nhà khai thác lớn hơn. Đây là điểm khác biệt vì chuyển mạch truyền thống luôn được thiết kế với tập tính năng và qui mô lớn hơnnhiều so với số lượng khách hàng và nhu cầu dịch vụ thực tế. Giảm chi phí điều hành mạng: Do phần mềm chuyển mạch thế hệ mới Softswitch cho phép khách hàng tự lựa chọn và kiểm soát quá trình sử dụng dịch vụ của mình
49
nên đã giúp cho công việc của các nhà điều hành mạng được giảm đi một phần. Hơn thế nữa, khi sử dụng chuyển mạch mềm sẽ không còn các tổng đài lớn tập trung, tiêu tốn năng lượng và nhân lực điều hành. Các chuyển mạch giờ đây sẽ là các máy chủ đặt phân tán trong mạng và được điều khiển bởi các giao diện thân thiện với người dùng GUI. Sử dụng băng thông một cách hiệu quả: Với mô hình truyền thống, hệ thống chuyển mạch sẽ thiết lập một kênh dành riêng cho người gọi và người được gọi trong cuộc gọi thông thường. Và kênh này sẽ không được sử dụng cho mục đích ong suốt quá trình kết nối. Tuy TDM cho phép nào khác tr ong truyềnnhiều kênh trên một trung kế nhưng kênh dành riêng vẫn sử dụngtài nguyên mạng nhiều hơn mức yêu cầu thực tế vì tồn tại nhữngkhoảng lặng trong quá trình đàm thoại. Khi đưa mạng thế hệ mới vào sử dụng, do mạng IP được sử dụng nên đã tận dụng được ưu điểm sử dụng băng thông hiệu quả. Quản lý mạng hiệu quả: Đó là do Softswitch cho phép giám sát và điều chỉnh hoạt động mạng theo thời gian thực đồng thời có thể nâng cấp hay thay đổi cấu hình mạng từ xa. Điều này giúp cho các nhà điều hành quản lý mạng hiệu quả hơn. Cải thiện dịch vụ: Với khả năng cung cấp dịch vụ một cách dễ dàng đã giúp cho Softswitch nhanh chóng được chấp nhận. Bằng cách lắp đặt thêm một máy chủ ứng dụng riêng mới (còn gọi là nâng cấp phần mềm chuyển mạch Softswitch) hay triển khai thêm một module của nhà cung cấp thứ 3, các nhà khai thác có thể cung cấp các dịch vụ mới nhanh chóng hơn và giá thấp hơn so với chuyển mạch truyền thống. Ngoài ra chuyển mạch mềm còn hỗ trợ nhiều tính năng giúp nhà khai thác phân biệt dịch vụ cho c ho từng khách hàng riêng lẻ. Tiết kiệm không gian đặt thiết bị: Softswitch cho phép các ứng dụng được thi hành tại bất cứ khu vực nào trên mạng. Mạng có thể được sắp xếp sao cho các máy chủ được bố trí gần những nơi mà nó thật sự là tài nguyên quan trọng. Các ứng dụng và tài nguyên có nhiệm vụ cung cấp các dịch vụ và tính năng mới không nhất thiết phải đặt tại cùng cù ng một nơi trên mạng. Hơn thế nữa các thành phần của mạng mạng viễn thông thế hệ mới , đặc biệt là các MGC sử dụng chuyển mạch mềm Softswitch có kích thước nhỏ và có tính phân tán nên không gian đặt thiết bị cũng gọn hơn. Cung cấp môi trường tạo lập dịch vụ mềm dẻo:
50
Do dịch vụ được tạo ra nhờ phần mềm nên môi trường tạo lập dịch vụ mới rất linh hoạt. An toàn vốn đầu tư: Do mạng mạng viễn thông thế hệ mới hoạt động trên nền hạ tầng cơ sở có sẵn nên các nhà khai thác vẫn tiếp tục sử dụng mạng truyền thống đồng thời triển khai những dịch vụ mới. Điều này giúp nhà khai thác vừa thu hồi vốn đầu tư vào mạng cũ vừa thu lợi nhuận từ dịch vụ do mạngmới cung cấp. 7.2 Ứ ng ng dự dự ng ng
Chuyển mạch mềm Softswitch hiện nay, khi vẫn tận dụng mạngPSTN, được sử dụng trong mạng công cộng để thay thế cho tổng đài cấp4 (tandem switch) và trong mạng riêng. Và phần mềm điều khiển chuyểnmạch lúc này chỉ có nhiệm vụ đơn giản là thiết lập và kết thúc cuộc gọi. Trong tương lai khi tiến lên mạng viễn thông thế hệ mới hoàn toàn thì các MGC sửdụng Softswitch sẽ thay thế cả các tổng đài nội hạt (lớp 5).Khi đóchuyển mạch mềm Softswitch không chỉ thiết lập và xóa cuộc gọi mà sẽthực hiện cả các chức năng phức tạp khác của một tổng đài lớp 5. 8. So sánh hoạt hoạt động động củ của chuyể chuyển mạ mạch mề mềm và chuyể chuyển mạ mạch kênh Sau khi tìm hiểu các thành phần cùng với chức năng của chúng, các giao thức hoạt động trong chuyển mạch mềm, trong phần này sẽ so sánh chuyển mạch mềm với phần mềm điều khiển xử lý cuộc gọi của chuyển mạch kênh (nói ngắn gọn là chuyển mạch kênh) để hiểu rõ hơn về chuyển mạch mềm Softswitch và các ưu điểm của nó. Việc so sánh sẽ dựa vào các tiêu chí sau: đặc tính của chuyển mạch (về phần cứng và phần mềm), cấu trúc chuyển mạch (các thành phần cơ bản và sự liên hệ giữa chúng) và cách thực hiện cuộc gọi. 8.1 Các đặc tính của chuyển mạch Đặc tính Chuyển mạch mềm Phương thức chuyển mạch Dựa trên phần mềm cơ bản Sự phụ thuộc giữa phần Không mềm và phần cứng Cấu trúc Có tính module, dựa trên các chuẩn mở Tính linh động Cao Khả năng tích hợp ứng dụng Dễ dàng của thực thể thứ 3 Khả năng thay đổi Có Không quá mắc, rẽ hơn Giá thành 40% so với chuyển mạch truyền thống về mặc cấu
Chuyển mạch kênh Dựa trên kênh Chặt chẽ Độc nhất Thấp Khó khăn Khó khăn Mắc
51
hình Khả năng mở rộng Dễ dàng với số lượng lớn Tương thích đầu vào Có thể xây dựng một chuyển mạch nhỏ phục vụ một số ít khách hàng. Khả năng sử dụng đa Dễ dàng, nhiều loại phương tiện Hội nghị truyền hình Cho chất lượng tốt hơn Các loại dữ liệu hỗ trợ Thoại, dữ liệu, video, fax Độ dài cuộc gọi (thường do Không giới hạn chủ quan người gọi) Chất lượng dịch vụ cung Tốt cấp Phần cứng Nhỏ gọn 8.2 Cấu trúc chuyển mạch
Đòi hỏi phải them thiết bị Lắp đặt một tổng đài để phục vụ một số lượng lớn khách hang (vì tính kinh tế) Rất hạn chế Có hỗ trợ Thường chủ yếu là thoại Thường ngắn Tốt Lớn, chiếm không gian
Cấu trúc chuyển mạch mềm
52
Cấu trúc chuyển mạch kênh Nhận xét: cả 2 dạng chuyển mạch đều sử dụng phương pháp ghépkênh trước khi thực sự chuyển mạch. Như trên hình vẽ ta cũng thấy rõ trong chuyển mạch mềm các thànhphần cơ bản của hệ thống chuyển mạch là các module riêng biệt nhau,phần mềm xử lý điều khiển cuộc gọi không phụ thuộc vào phần cứngchuyển mạch vật lý cũng như môi trường lõi truyền thông tin. Còn đối vớimạng truyền thống thì tất cả các thành phần đều tích hợp trong 1 phầncứng. 8.3 Quá trình thực hiện chuyển mạch Trước hết, quá trình thực hiện một cuộc gọi sẽ được tìm hiểu. Quátrì nh này gồm những giai đoạn sau: Bƣớc 1: Thuê bao gọi (caller-CR ): nhấc máy. Bƣớc 2: Tổng đài gọi (calling switch, gọi là CRX): gởi dial tone choCR để mời quay số. Bƣớc 3: CR: nhấn số. Bƣớc 4: CRX: nhận số và xác định tuyến để chuyển cuộc gọi đến đích.Bản tin SS7 được chuyển đến tổng đài đích để rung chuôngthuê bao bị gọi. Bƣớc 5: Tổng đài bị gọi (callee switch, gọi là CEX): nhận biết bản tinrung chuông, quan sát tình trạng của thuê bao (bận hay rỗi) vàcấp tín hiệu chuông nếu CE rỗi. Đồng thời cũng thông báocho CRX trạng thái của CE. Bƣớc 6: Thuê bao bị gọi (callee-CE): nhấc máy. Bƣớc 7: CRX và CEX: bắt đầu tính cước và truyền thông tin thoại quakênh 64kbps. Bƣớc 8: CR và CE: đàm thoại. Bƣớc 9: CR hoặc CE đáp máy: cuộc gọi kết thúc. 53
Bƣớc 10: CRX và CEX: ngừng tính cước, bản tin cuộc gọi kết thúc đượctrao đổi. Để tiện so sánh ở đây, cuộc gọi trong mạng chuyển mạch kênh sửdụng báo hiệu số 7.Đối với chuyển mạch mềm, cuộc gọi được thực hiệngiữa 2 thuê bao điện thoại (vẫn sử dụng báo hiệu số 7) trong mạng PSTNvới nhau thông qua mạng lõi của mạng thế hệ sau. Cả 2 cách thực hiện cuộc gọi, bằng chuyển mạch mềm hay chuyểnmạch kênh, đều phải thiết lập kết nối trước khi thực hiện đàm thoại. Trong chuyển mạch kênh, kênh báo hiệu và kênh thoại là 2 kênhkhác nhau nhưng cùng truyền đến 1 điểm xử lý trên cùng đường dây, haynói cách khác là trên cùng kết nối vật lý. (Kênh báo hiệu được thiết lậptrước, sau đó kênh thoại mới được thiết lập ). Trong khi đó đối với chuyển mạch mềm thì 2 kênh này không chỉ là2 kênh riêng biệt mà chúng còn được truyền trên 2 kết nối khác nhau. Vàthông tin báo hiệu được truyền qua SG, thông tin thoại được truyền quaMG.
Quá trình th ự c hiện cuộc g ọi khi s ử d ụng chuyể n mạch kênh
54
Quá trình th ự c hiện cuộc g ọi khi s ử d ụng chuyể n mạch mề m
9. Dịch vụ trong mạng thế hệ mới 9.1 Xu hƣớ ng các dịch vụ mạng Để xác định được các dịch vụ trong mạng thế hệ sau cũng như chiến lược đầu tư của các công ty, xu hướng phát triển các dịch vụ trong tương lailà vấn đề rất cần xem xét. Trước hết chúng ta cần quan tâm đến xu hướng của dịch vụ thoại. Đây là dịch vụ phổ biến, lâu đời và thu nhiều lợi nhuận nhất từ những ngày đầu cho đến nay. Do đó, dịch vụ thoại truyền thống sẽ tiếp tục tồn tại trong thời gian dài. Sau đó, một phần dịch vụ truyền thống này chuyển sang thông tin di động và thoại qua IP.
55
Đối với dịch vụ truyền thông đa phương tiện, hiện nay H.323 đã là môi trường cho giải pháp thoại qua giao thức IP và các dịch vụ đa phương tiện tương đối đơn giản. Tuy nhiên, sau đó SIP sẽ thay thế cho H.232 do SIP có nhiều ưu điểm hơn và thích hợp với các dịch vụ truyền thông đa phương tiện phức tạp. Trong tương lai, tính cước dịch vụ theo nội dung và chất lượng, không theo thời gian sẽ chiếm ưu thế. Nhiều dịch vụ và truy nhập ứng dụng thông qua các nhà cung cấp dịch vụ và truy nhập ứng dụng sẽ phát triển mạnh. Các dịch vụ leased line, ATM, Frame Relay hiện nay sẽ tiếp tục tồn tại thêm một thời gian nữa do các tổ chức kinh doanh không muốn thay đổi thiết bị chỉ vì thay đổi dịch vụ kết nối. Dịch vụ IP -VPN sẽ trở thành một lựa chọn hấp dẫn. Cuối cùng, phương thức truy nhập mạng, ra lệnh, nhận thông tin,… bằng lời nói (voice portal) sẽ là một chọn lựa trong tương lai. Hiện nay, kỹ thuật chuyển đổi từ lời nói sang file văn bản và ngược lại đang phát triển mạnh.
9.2 Các đặc trƣng của dịch vụ Mặc dù thật khó để dự đoán hết các ứng dụng trong tương lai, nhưngchúng ta có thể chỉ ra các đặc trưng và các khả năng quan trọng của dịchvụ trong môi trường mạng viễn thông thế hệ mớibằng cách xem xét các xu hướng công nghiệpliên quan đến dịch vụ hiện nay. Một điều chắc chắn là chúng ta đang dịchchuyển từ mạng chuyển mạch kênh, trên nền TDM sang mạng dựa trênchuyển mạch gói, dựa trên truyền tải tế bào hay khung. Tuy nhiên các thayđổi này là trong mạng truyền tải và ở đây chúng ta chỉ xem xét ở mức dịchvụ. Các nhà cung cấp dịch vụ mạng truyền thống đã cung cấp các dịch vụvới khuynh hướng thoại băng hẹp, bằng một kết nối đơn điểm -điểm trongmỗi cuộc gọi trên một thị trường rộng lớn giữa các thuê bao đầu cuối, vớicác khả năng sử dụng các dịch vụ giá trị gia tăng khác nhau.Dù sao, cácdịch vụ này đã làm thay đổi nhanh chóng đến nền kinh tế thế giới và thông tin cũng được xem như một nguồn tài nguyên cơ sở. Trong khi các dịch vụ hiện tại vẫn được các nhà cung cấp giữ lại, thìkhách hàng lại sẽ hướng đến các dịch vụ đa phương tiện băng rộng và cácdịch vụ mang nhiều thông tin. Khách hàng có thể tương tác với nhau thong qua mạng nhờ các thiết bị CPE tinh vi và có thể chọn trên phạm vi rộngchất lượng dịch vụ (QoS) và dải tần. Trong tương lai, mạng thông minh sẽkhông chỉ tạo ra các tuyến kết nối bằng cách dựa trên cơ sở dữ liệu đơngiản mà còn có thể mang nhiều thông tin rộng hơn như: quản lý session đaphương tiện, các kết nối đa công nghệ, điều khiển/quản l ý thông minh, bảomật cao, các dịch vụ chỉ dẫn trực tuyến, các phần tử giám sát,…
56
Sự phát triển của các dịch vụ truyền thông hiện nay sẽ hướng tới việccác nhà cung cấp dịch vụ phải có sự mềm dẻo, linh hoạt để phục vụ đượccả thị trường lớn và nhỏ.Các quyết định về việc cung cấp dịch vụ của họcó thể gặp nhiều vấn đề phải giải quyết như giá cả, việc đóng gói, tiếp thịcũng như sự tiện ích của dịch vụ thực tế khi cung cấp. Khi có nhiều phươngtiện truyền tin, nhà cung cấp dịch vụ, nhà cung cấp thiết bị và các doanhnghiệp thương mại liên quan đến việc cung cấp dịch vụ, liên mạng và cáchệ thống thương mại sẽ trở nên càng quan trọng. Mục tiêu chính của dịch vụ mạng viễn thông thế hệ mới là cho phép khách hàng có thể lấythông tin họ muốn ở bất kỳ dạng nào, trong bất kỳ điều kiện nào, tại mọinơi và dung lượng tùy ý. Dựa trên các khuynh hướng được đề cập ở trên,sau đây là một số đặc tính dịch vụ quan trọng trong môi trường mạng viễn thông thế hệ mới : Liên lạc thông tin rộng khắp, thời gian thực, đa phương tiện, đảm bảo độ tin cậy, thân thiện trong việc liên kết các thuê bao, truy nhập tốc độ cao và truyền tải thông tin với bất kỳ phương tiện nào, vào mọi lúc, tại mọi nơi,… Nhiều thực thể và các phần tử mạng thông minh được phân bố trên toàn mạng. Nó bao gồm các ứng dụng cho phép truy nhập và điều khiển các dịch vụ mạng. Nó cũng có thể thực hiện các chức năng cụ thể thay thế cho nhà cung cấp dịch vụ hoặc mạng. Ta có thể xem nó như một tác tử quản lý có thể thực hiện giám sát tài nguyên mạng, tập hợp các sốliệu,… Dễ dàng sử dụng. Khách hàng không bị ảnh hưởng từ các quá trình tập trung, xử lý và truyền dẫn thông tin phức tạp của hệ thống. Nó cho phép khách hàng truy xuất và sử dụng các dịch vụ mạng một cách đơn giản hơn, bao gồm các giao diện người dùng cho phép tương tác tự nh iên giữa khách hàng và mạng. Khách hàng được cung cấp các thong tin hướng dẫn, các tùy chọn, các tương tác quản lý xuyên suốt các dịchvụ. Ngoài ra nó còn cung cấp các menu khác nhau cho những ngườichưa có kinh nghiệm ngược lại với những người đã có kinh nghiệm, vàcung cấp một môi trường thống nhất cho các dạng thông tin. Mạng viễn thông thế hệ mớicho phép khách hàng quản lý hồ sơ các nhân, tự dự phòng các dịch vụ mạng, giám sát thông tin tính cước, cá nhân hóa giao diện người dùng, tạo ra và dự phòng các ứng dụng mới Với việc quản lý thông tin thông minh, mạng viễn thông thế hệ mới giúp người dùng quản lý sự quá tải của thông tin bằng cách cung cấp cho họ khả năng tìm, sắp xếp và lọc các bản tin hoặc dữ liệu, quản lý chúng cho mọi phương tiện. 9.3 Các dịch vụ chính Trong thời gian hoàn thành tài liệu này, mạng viễn thông thế hệ mớivẫn đang trên đườngtriển khai. Do vậy, chúng ta sẽ gặp rất nhiều khó khăn 57
trong việc xác địnhhết tất cả các loại hình dịch vụ mà mạng viễn thông thế hệ mớicó khả năng cung cấp trong thờigian tới. Rất nhiều dịch vụ, một số đã sẵn sàng, một số khác chỉ ở mứckhái niệm trong giai đoạn đầu của quá trình triển khai mạng viễn thông thế hệ mới. Trong khi mộtsố dịch vụ có thể được cung cấp từ mặt bằng sẵn có, một số khác đượccung cấp từ khả năng báo hiệu, quản lý và điều khiển của mạng viễn thông thế hệ mới. Mặc dùcác dịch vụ mới là động lực chính tạo ra mạng viễn thông thế hệ mới , nhưng lợi nhuận của mạng viễn thông thế hệ mớitrong giai đoạn đầu vẫn do các dịch vụ truyền thống mang lại. Do đó, cácdịch vụ truyền thống được trang trải cho mạng, trong khi các dịch vụ mớiphục vụ cho sự phát triển sau này. Hầu hết các dịch vụ truyền thống là các dịch vụ dựa trên cơ sở truynhập/ truyền dẫn/ định tuyến/ chuyển mạch, dựa trên cơ sở khả năng kếtnối/ tài nguyên và điều khiển phiên, và các dịch vụ giá trị gia tăng khác.mạng viễn thông thế hệ mớicó khả năng cung cấp phạm vi rộng các loại hình dịch vụ, bao gồm: Các dịch vụ tài nguyên chuyển dụng như: cung cấp và quản lý các bộ chuyển mã, các cầu nối hội nghị đa phương tiện đa điểm, các thư viện nhận dạng tiếng nói,… Các dịch vụ lưu trữ và xử lý như: cung cấp và quản lý các đơn vị lưu trữ thông tin về thông báo, file servers, terminal servers, nền tảng hệ điều hành (OS platforms),… Các dịch vụ trung gian như: môi giới, bảo mật, bản quyền,… Các dịch vụ ứng dụng cụ thể như: các ứng dụng thương mại, các ứng dụng thương mại điện tử,… Các dịch vụ cung cấp nội dung mà nó có thể cung cấp hoặc môi giới nội dung thông tin như: đào tạo, các dịch vụ xúc tiến thông tin,.. Các dịch vụ interworking dùng để tương tác với các dịch vụ khác, các ứng dụng khác, các mạng khác, các giao thức hoặc các định dạng khác như chuyển đổi EDI (Electronic Data Interchange). Các dịch vụ quản lý, bảo dưỡng, vận hành và quản lý các dịch vụ và mạng truyền thông. Sau đây là một số dịch vụ mà chúng ta tin rằng nó sẽ chiếm vị trí quan trọng trong môi trường mạng viễn thông thế hệ mới, bao gồm một phạm vi rộng các dịch vụ từ thoại thông thường đến các dịch vụ tích hợp phức tạp như Thực tế ảo phân tán (Distributed Virtual Reality) nhằm nhấn mạnh rằng kiến trúc dịch vụ thế hệ sau sẽ cung cấp rất nhiều loại hình dịch vụ khác nhau.
58
M ột số d ịch vụ mạng thế hệ mới điể n hình
9.3.1 Dịch vụ thoại (Voice Telephony) Mạng viễn thông thế hệ mớivẫn cung cấp các dịch vụ thoại khác nhau đang tồn tạinhư chờ cuộc gọi, chuyển cuộc gọi, gọi ba bên, các thuộc tính AINkhác nhau, Centrex, Class,…Tuy nhiên cần lưu ý là mạng viễn thông thế hệ mớikhông cốgắng lặp lại các dịch vụ thoại truyền thống hiện đang cung cấp;dịch vụ thì vẫn đảm bảo nhưng công nghệ thì thay đổi. 9.3.2 Dịch vụ dữ liệu ( Data Service) Cho phép thiết lập kết nối thời gian thực giữa các đầu cuối,cùng với các đặc tả giá trị gia tăng như băng thông theo yêu cầu,tính tin cậy và phục hồi nhanh kết nối, các kết nối chuyển mạch ảo(SVC - Switched Virtual Connection), và quản lý dải tần, điềukhiển cuộc gọi,… Tóm lại các dịch vụ dữ liệu có khả năng thiết lậpkết nối theo băng thông và chất lượng dịch vụ QoS theo yêu cầu. 9.3.3 Dịch vụ đa phƣơng tiện (Multimedia Service) Cho phép nhiều người tham gia tương tác với nhau qua thoại,video, dữ liệu.Các dịch vụ này cho phép khách hàng vừa nói chuyện, vừa hiển thị thông tin.Ngoài ra, các máy tính còn có thểcộng tác với nhau. 9.3.4 Dịch vụ sử dụng mạng riêng ảo (VPN) Thoại qua mạng riêng ảo cải thiện khả năng mạng, cho phépcác tổ chức phân tán về mặt địa lý, mở rộng hơn và có thể phốihợp các mạng riêng đang tồn tại với các phần tử của mạng PSTN. Dữ liệu VPN cung cấp thêm khả năng bảo mật và các thuộctính khác mạng của mạng cho phép khách hàng chia sẻ mạngInternet như một mạng riêng ảo, hay nói cách khác, sử dụng địachỉ IP chia sẻ như một VPN.
59
Dịch vụ VPN tiên tiến cho SOHO 9.3.5 Tính toán mạng công cộng (PNC- Public Network Computing) Cung cấp các dịch vụ tính toán dựa trên cơ sở mạng công cộngcho thương mại và các khách hàng. Ví dụ nhà cung cấp mạng côngcộng có thể cung cấp khả năng lưu trữ và xử lý riêng ( chẳng hạnnhư làm chủ một trang web, lưu trữ/ bảo vệ/ dự phòng các file sốliệu hay chạy một ứng dụng tính toán). Như một sự lựa chọn, cácnhà cung cấp dịch vụ mạng công cộng có thể chung cấp các dịchvụ thương mại cụ thể (như hoạch định tài nguyên công ty (ERP Enterprise Resource Planning), dự báo thời gian, hóa đơn chứngthực,…) với tất cả hoặc một phần các lưu trữ và xử lý xảy ra trênmạng. Nhà cung cấp dịch vụ có thể tính cước theo giờ, ngày,tuần,… hay theo phí bản quyền đối với dịch vụ. 9.3.6 Bản tin hợp nhất (Unified Messaging) Hỗ trợ cung cấp các dịch vụ voice mail, email, fax mail, pagesqua các giao diện chung. Thông qua các giao diện này, người sửdụng sẽ truy nhập (cũng như được thông báo) tất cả các loại tinnhắn trên, không phụ thuộc vào hình thức truy nhập (hữu tuyếnhay vô tuyến, máy tính, thiết bị dữ liệu vô tuyến). Đặc biệt kỹthuật chuyển đổi lời nói sang file văn bản và ngược lại được thựchiện ở server ứng dụng cần phải được sử dụng ở dịch vụ này. 9.3.7 Môi giới thông tin ( Information Brokering)
60
Bao gồm quảng cáo, tìm kiếm và cung cấp thông tin đến kháchhàng tương ứng với nhà cung cấp. Ví dụ như khách hàng có thểnhận thong tin trên cơ sở các tiêu chuẩn cụ thể hay trên các cơ sởtham chiếu cá nhân,… 9.3.8 Thƣơng mại điện tử (E-commerce) Cho phép khách hàng mua hàng hóa, dịch vụ được xử lý bằngđiện tử trên mạng; có thể bao gồm cả việc xử lý tiến trình, kiểmtra thông tin thanh toán tiền, cung cấp khả năng bảo mật,…Ngânhàng tại nhà và đi chợ tại nhà nằm trong danh mục các dịch vụnày; bao gồm cả các ứng dụng thương mại, ví dụ như quản lý dâychuyển cung cấp và các ứng dụng quản lý tri thức. Dịch vụ thương mại điện tử còn được mở rộng sang lĩnh vực diđộng. Đó chính là dịch vụ thương mại điện tử di động (mcommerce– Mobile Commerce). Có nhiều khái niệm khác nhauvề m-commerce, nhưng ta có thể hiểu đây là dịch vụ cho phépngười sử dụng tham gia vào thị trường thương mại điện tử (mua vàbán) qua các thiết bị di động cầm tay. 9.3.9 Các dịch vụ chuyển cuộc gọi (Call Center Service) Một thuê bao có thể chuyển một cuộc gọi thông thường đếntrung tâm phân phối cuộc gọi bằng cách kích chuột trên một trangweb.Cuộc gọi có thể xác định đường đến một agent thích hợp, mànó có thể nằm bất cứ đâu thậm chí cả ở nhà (như trung tâm cuộc gọi ảo - Vitual Call Center). Các cuộc gọi thoại cũng như các tinnhắn e -mail có thể được xếp hàng giống nhau đến các agent. Cácagent có các truy nhập điện tử đến các khách hàng, danh mục,nguồn cung cấp và thông tin yêu cầu, có thể được truyền qua lạigiữa khách hàng và agent. 9.3.10 Trò chơi tƣơng tác trên mạng (Interactive Gaming) Cung cấp cho khách hàng một phương thức gặp nhau trực tuyếnvà tạo ra các trò chơi tương tác (chẳng hạn như video games) 9.3.11 Thực tế ảo phân tán (Distributed Virtual Reality) Tham chiều đến sự thay đổi được tạo ra có tính chất kỹ thuậtcủa các sự kiện, con người, địa điểm, kinh nghiệm,… của thế giớithực, ở đó những người tham dự và các nhà cung cấp kinh nghiệmảo là phân tán về địa lý. Các dịch vụ này là yêu cầu sự phối hợprất phức tạp của các tài nguyên khác nhau. 9.3.12 Quản lý tại nhà (Home Manager) Với sự ra đời của cá c thiết bị mạng thông minh, các dịch vụ nàycó thể giám sát và điều khiển các hệ thống bảo vệ tại nhà, các hệ thống đang hoạt động, các hệ thống giải trí, và các công cụ kháctại nhà. Giả sử như chúng ta đang xem ti vi và có chuông cửa,không vấn đề gì cả, ta chỉ việc sử dụng điều khiển ti vi từ xa đểxem được trên màn hình ai đang đứng trước cửa nhà mình. Hoặcchẳng hạn như chúng ta có thể quan sát được ngôi nhà của mìnhtrong khi đang đi xa, hoặc quan sát được người trông trẻ đangchăm sóc em bé như thế nào khi ta đang làm việc tại cơ quan.
61
Ngoài các dịch vụ đã nêu trên còn có rất nhiều dịch vụ khác có thểtriển khai trong môi trường mạng viễn thông thế hệ mớinhư: các dịch vụ ứng dụng trong y học,chính phủ điện tử, nghiên cứu nào tạo từ xa, nhắn tin đa phương tiện,…Nhưvậy các dịch vụ thế hệ sau là rất đa dạng và phong phú, việc xây dựng,phát triển và triểnkhai chúng là mở và linh hoạt.Chính vì vậy nó thuậntiện cho các nhà cung cấp dịch vụ và ứng dụng triển khai dịch vụ đến chokhách hàng trong môi trường mạng viễn thông thế hệ mới .
62
CHƢƠNG IIICHIẾN LƢỢ C PHÁT TRIỂN MẠNG THẾ HỆ MỚ I Ở VIỆT NAM I. XÂY DỰNG TRÊN CƠ SỞ MẠNG HIỆN TẠI 1. Phƣơng án Cơ sở hạ tầng của mạng hiện tại được tổ chức lại và phát triển dần dần lên.Nâng cấp các thiết bị chuyển mạch hiện có (công nghệ TDM) để hỗ trợ các dịch vụ mới chất lượng cao như video, số liệu. Đồng thời có thể bổ sung có hạn chế một số chuyển mạch đa dịch vụ (chuyển mạch mềm) tại một số nút mạng chính, đặc biệt là trung tâm điều khiển và ứng dụng của các vùng lưu lượng. Ngoài ra trong giải pháp này lại có 2 phương án con như sau: Phƣơng án 1: Phương án áp dụng cho những nhà khai thác mạng có yêucầu hiện đại hóa và mở rộng mạng trong thời gian ngắn.Phương án này bao gồm 4 bước. Bƣớc 1: đối với mạng thoại TDM thì triển khai mạngtruyền dẫn SDH, mạch chuyển mạch ATM đồng thời bổ sungthiết bị telephony server để quản lý thoại. Đối với mạng số liệu thì giữ nguyên kỹ thuật IP/MPLS hoặc ATM/FR và trang bịthêm các cổng gateway, thực hiện kết nối giữa mạng thoại vàmạng số liệu ở các nút ở biên mạng. Bƣớc 2: tiếp tục phát triển kỹ thuật SDH, ATM cho mạngthoại. Với mạng số liệu thì phát triển thành mạng đa dịch vụIP/MPLS và tăng cường khả năng của các cổng giao tiếp ở cácnút biên mạng (chúng có nhiệm vụ kết nối giữa mạng đa dịchvụ và mạng thoại). Trang bị thêm IP telephone server cho quảnlý mạng đa dịch vụ. Bƣớc 3: xây dựng chỉ còn một mạng thống nhất cho thoạivà dữ liệu nhưng lúc này chưa phải là mạng tích hợp đa dịch vụhoàn toàn. Mạng PSTN sử dụng TMD sẽ không còn tồn tạiriêng biệt.Tiếp tục tích hợp và phát triển mạng đa dịch vụIP/MPLS. Bƣớc 4: hình thành mạng tích hợp đa dịch vụ hoàn toàn.Lúc này chỉ còn mạng đa dịch vụ IP/MPLS tồn tại và phát triển.Và telephone server và IP telephone server sẽ quản lýmạng đa dịch vụ. Phƣơng án 2 Phương án áp dụng cho những nhà khai thác mạng có yêucầu hiện đại hóa và mở rộng mạng trong thời gian dài. Phươngán này cũng bao gồm 4 bước. Bƣớc 1: không phát triển thêm mạng thoại TDM từ đây vềsau. Với mạng số liệu thì giữ nguyên mạng chuyển mạch góiIP/MPLS hoặc ATM/FR và trang bị thêm các cổng gateway. Bƣớc 2 đến bước 4 giống các bước 2, 3, 4 của phương án 1. 2. Ƣu điểm 63
Giá thành đầu tư ban đầu thấp. Có khả năng cung cấp dịch vụ mới, dịch vụ truy nhập băngrộng. Bảo vệ tối đa nguồn vốn đã đầu tư trên mạng hiện tại.
3. Nhƣợc điểm Việc nâng cấp các chuyển mạch hiện có từ TDM sang IP/ATM chỉ là bước đệm mà không thay đổi được về cơ bản công nghệ chuyển mạch phục vụ cho các dịch vụ mới. Điều này có nghĩa là không giải quyết được vấn đề cơ bản là khả năng tạo dịch vụ mới cũng như nguyên tắc tổ chức mạng thế hệ mới. Và nó sẽ làm phát sinh nhiều vấn đề chuyển tiếp và làm tăng chi phí về sau. Chi phí đầu tư ban đầu thấp nhưng chi phí vận hành và khai thác sẽ cao hơn so với mạng hiện tại do không có được sự quản lý thống nhất trong toàn mạng. Khả năng cạnh tranh kém khi xuất hiện các nhà khai thác thế hệ mới vì họ có cơ sở hạ tầng mạng viễn thông thế hệ mới hoàn toàn mới. II. XÂY DỰ NG HOÀN TOÀN MỚ I 1. Phƣơng án Giải pháp này chủ trương giữ nguyên mạng hiện tại và không đầu tư tiếp tục phát triển.Tập trung nhân lực và tài lực vào việc triển khai các tổng đài đa dịch vụ thế hệ sau. Mạng viễn thông thế hệ mớiđược xây dựng trước hết phải có khả năng cung cấp các nhu cầu về dịch vụ của mạng hiện tại đã quen thuộc với khách hàng.Sau đó triển khai một số nhu cầu dịch vụ mới. Kế tiếp triển khai nhiều dịch vụ mới trên nền mạng viễn thông thế hệ mới nhưng phải cânbằng giữa cung và cầu. Các nút chuyển mạch của hai mạng này sẽ liên hệ nhau rất ít (chủ yếu phục vụ cho các dịch vụ thoại IP) thông qua các cổng giao tiếp Media Gateway. 2. Ƣu điểm Thay đổi hoàn toàn cấu trúc mạng, tăng khả năng cạnh tranh. Hoàn toàn sẵn sàng cung cấp dịch vụ mới, dịch vụ truy nhập băng rộng. Thời gian triển khai nhanh chóng. Độ tương thích cao. Quản lý thống nhất, tập trung. 3. Nhƣợc điểm Giá thành đầu tư ban đầu cao. Rủi ro do dự báo nhu cầu vượt ngưỡng dẫn đến hậu quả đầu tư thấp, thời gian hoàn vốn lâu. Tăng chi phí do phải tăng cường lực lượng lao động kỹ thuật mới. III. NGUYÊN TẮC TỔ CHỨ C MẠNG THẾ HỆ MỚ I CỦA VNPT 1. Phân vùng lƣu lƣợ ng
64
Cấu trúc mạng thế hệ sau được xây dựng dựa trên phân bố thuê bao theo vùng địa lý, không tổ chức theo địa bàn hành chính mà phân theo vùng lưu lượng. Trong một vùng có nhiều khu vực và trong một khu vực có nhiều tỉnh thành.Số lượng các tỉnh, thành trong mỗi khu vực tùy thuộc vào lưu lượng của các tỉnh thành đó (giả sử các thuê bao cùng loại đều có thời gian sử dụng như nhau thì lưu lượng tỉ lệ với số thuê bao). Căn cứ vào phân bố thuê bao, mạng viễn thông thế hệ mớicủa VNPT được phân thành 5 vùng lưu lượng như sau: Vùng 1: các tỉnh phía Bắc trừ Hà Nội. Vùng 2: Hà Nội. Vùng 3: các tỉnh miền Trung và Tây Nguyên. Vùng 4: Tp Hồ Chí Minh. Vùng 5: các tỉnh phía Nam trừ Tp Hồ Chí Minh. 2. Tổ chứ c lớ p ứ ng dụng và dịch vụ Lớp ứng dụng và dịch vụ được tổ chức thành một cấp cho toàn mạng nhằm bảo đảm cung cấp dịch vụ đến tận nhà thuê bao nhanh chóng, đồng bộ và việc cung cấp các dịch vụ mới cho khách hàng cũng dễ dàng hơn. Số lượng nút ứng dụng/ dịch vụ phụ thuộc vào lưu lượng dịch vụ cũng như số lượng và loại hình dịch vụ hiện có trên mạng. Nút ứng dụng/ dịch vụ được kết nối ở mức Gigabit Ethernet 1+1 với nút điều khiển và cả 2 loại này đều được đặt tại các trung tâm mạng viễn thông thế hệ mớiở Hà Nội và TpHCM. 3. Tổ chứ c lớp điều khiển Lớp điều khiển được tổ chức thành một cấp cho toàn mạng, thay vì 4 cấp như hiện nay, và được phân bố theo vùng lưu lượng. Điều này giúp cho ta giảm đến mức tối thiểu các cấp mạng, tận dụng năng lực xử lý cuộc gọi của các thiết bị điều khiển thế hệ mới và giảm chi phí đầu tư trên mạng. Số lượng nút điều khiển phụ thuộc vào lưu lượng phát sinh của từng vùng lưu lượng và được tổ chức thành cặp (2 mặt phẳng A và B) nhằm đảm bảo tính an toàn của mạng. Mỗi một nút điều khiển được kết nối với một cặp nút chuyển mạch ATM+IP đường trục.Trong giai đoạn đầu, mỗi vùng được trang bị ít nhất là 2 nút điều khiển. Hình sau trình bày việc tổ chức lớp ứng dụng/ dịch vụ và lớp điều khiển:
65
ứ ng d ụng/d ịch vụ và l ớp điề u khiể n T ổ chứ c l ớ p 4. Tổ chứ c lớ p truyền tải Lớp truyền tải có chức năng truyền tải lưu lượng ở cả 2 dạng ATM và IP. Trong chiến lược phát triển mạng viễn thông thế hệ mớicủa ngành, lớp này được tổ chức thành 2 cấp: cấp đường trục (quốc gia) và cấp vùng.
66
Cấp đường trục (cấp quốc gia)
67
Cấp này được tổ chức thành 2 mặt phẳng (để đảm bảo độ antoàn của mạng) và nó có nhiệm vụ chuyển mạch cuộc gọi giữa cácvùng lưu lượng. Các thành phần chính của cấp này là các nút chuyểnmạch đường trục ATM+IP và các tuyến truyền dẫn.Các tuyến nàykết nối chéo giữ a các nút đường trục và khả năng nhỏ nhất củachúng là 2.5 Gbps. Số lượng và quy mô nút chuyển mạch đường trục phụ thuộcvào lưu lượng phát sinh trên đường trục. Trong giai đoạn đầu, các nút chuyển mạch đường trục đượctrang bị với khả năng chuyển mạch ATM < 20 Gbps và khả năngđịnh tuyến tối đa là 300 triệu gói/ giây.Các nút này được đặt tạicác trung tâm truyền dẫn liên tỉnh VTN. Cấp vùng Các thành phần ở cấp vùng là các nút chuyển mạch nội vùngATM+IP và các bộ tập trung nội vùng. Nhiệm vụ của chúng là đảmbảo cho việc chuyển mạch cuộc gọi trong cuộc gọi và sang vùngkhác. Các nút chuyển mạch nội vùng được kết nối ở mức tối thiểu là155 Mbps. Và chúng được đặt tại vị trí các tổng đài chủ host hiệnnay và được kết nối trực tiếp với nhau theo dạng vòng ri êng. Hơn thế nữa, chúng được nối đến các nút chuyển mạch đườngtrục ở cả 2 mặt phẳng bằng các tuyến truyền dẫn nội vùng (155Mbps). Một điều cần lưu ý là các nút chuyển mạch nội vùng phải tíchhợp tính năng “máy chủ” truy nhập băng rộng từ xa BRAS(Broadband Remote Access Server) nhằm thực hiện chức năng điểmtruy nhập IP POP băng rộng cho các thuê bao xDSL. Số lượng và quy mô các nút chuyển mạch của một vùng tronggiai đoạn đầu phụ thuộc vào nhu cầu dịch vụ tại vùng đó. Trong giaiđoạn ban đầu, các nút chuyển mạch có khả năng chuyển mạch tốiđa 2.5 Gbps và khả năng định tuyến không lớn hơn 500 ngàn gói/giây. Các bộ tập trung ATM/ IP cũng được kết nối với các nútchuyển mạch nội vùng bằng các tuyến dẫn tối thiểu 155 Mbps.Ngoài ra các bộ tập trung này được kết nối đến các bộ truy nhập ởlớp truy nhập bằng các tuyến n*E1. nhiệm vụ của các bộ tập trungnày là tập trung các luồng E1 thành luồng ATM. Và chúng được đặttại các điểm truyền dẫn nội tỉnh hiện nay. Số lượng và quy mô các bộ tập trung phụ thuộc vào số nút truynhập và số thuê bao của các nút truy nhập.
5. Tổ chứ c lớ p truy nhập Lớp truy nhập gồm các nút truy nhập hữu tuyến và vô tuyến được tổ chức không phụ thuộc theo địa giới hành chính. Các nút truy nhập của các vùng lưu lượng sẽ được nối tới các nút chuyển mạch đường trục của vùng tương ứng (thông qua nút chuyển mạch 68
nội vùng) mà không kết nối tới các nút chuyển mạch đường trục của vùng khác. Nút truy nhập kết nối với nút chuyển mạch nội vùng bằng các kênh có tốc độ phụ thuộc vào số lượng thuê bao tại nút truy nhập đó (n*E1). Các thiết bị truy nhập thế hệ mới phải có khả năng cung cấp cổng dịch vụ POTS, ATM, IP, FR, IP VPN, xDSL, VoIP, VoATM, …
---HẾT---
69
PHẦN 3: Câu hỏi trắc nghiệm
Câu hỏi Câu 1: Mạng viễn thông thế hệ mới là mạng: A: Mạng đa dịch vụ (cung cấp nhiều loại dịch vụ khác nhau). B: Mạng hội tụ (hỗ trợ cho cả lưu lượng thoại và dữ liệu, cấu trúc mạng hội tụ). C: Mạng phân phối (Phân phối tính thông minh cho mọi phần tử trong mạng). D: Tất cả đều đúng. Câu 2: Mô hình phân lớp chức năng mạng viễn thông thế hệ mới gồm bao nhiêu lớp: A: 2 B: 3 C: 4 D: 5
Câu 3:Trong mô hình phân lớp chức năng, chuyển mạch mềm (Softswitch) thuộc lớp nào: A: Lớp truy nhập và truyền dẫn. B: Lớp phương tiện. C: Lớp điều khiển. D: Lớp dịch vụ. Câu 4: Thành phần chính của chuyển mạch mềm là: A. Media Gateway Controller (MGC). B. Signaling Gateway (SG). C. Media Gateway (MG). D. Media Server (MS).
Câu 5:Đặc điểm chính của mạng viễn thông thế hệ mới là: A. Nền tảng là hệ thống mạng mở, do mạng dịch vụ thúc đẩy, nhưng dịch vụ phải thực hiện độc lập với mạng lưới. B. Là mạng chuyển mạch gói, dựa trên một giao thức thống nhất. C. Là mạng có dung lượng và tính thích ứng ngày càng tăng. D. Tất cả đều đúng. 70
