TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Đề tài: NGHIÊN CỨU MẠNG NGN CỦA VNPT VÀ CÁC DỊCH VỤ TRONG NGN CHƯƠNG 2: CẤU TRÚC MẠNG NGN 2.1 Mô hình NGN của các tổ chức trên thế giới Trên thế giới có nhiều tổ chức khác nhau về viễn thông, mỗi tổ chức lại đưa ra các bộ tiêu chuẩn riêng cho mình, do vậy khi phát triển NGN cũng có nhiều ý tưởng khác nhau được đưa ra bởi nhiều tổ chức khác nhau. 2.1.1 Mô hình của ITU Cấu trúc mạng thế hệ sau NGN nằm trong mô hình cấu trúc thông tin toàn cầu GII (Global information infrastructure) do ITU đưa ra. Mô hình này gồm 3 lớp chức năng sau: - Các chức năng ứng dụng. - Các chức năng trung gian bao gồm:  Chức năng điều khiển dịch vụ  Chức năng quản lý - Các chức năng cơ sở bao gồm: Cỏc chc nng mng (gm chc nng truyn ti v chc nng iu khin) Cỏc chc nng lu tr v x lý Cỏc chc nng giao tip ngi mỏy 2.1.2 Mt s hng nghiờn cu ca IETF Theo IETF cu trỳc ca h tng mng thụng tin ton cu s dng giao thc c s IP cn cú mng truyn ti ton cu s dng giao thc IP vi bt c cụng ngh lp no. Ngha l IP cn cú kh nng truyn ti vi cỏc truy nhp v ng trc cú giao thc kt ni khỏc nhau. - i vi mng truy nhp trung gian, IETF cú IP trờn mng truyn ti cỏp v IP vi mụi trng khụng gian. - i vi mng ng trc, IETF cú hai giao thc chớnh l IP trờn ATM vi mng quang phõn cp s ng b SONET/SDH v IP vi giao thc im ni im PPP vi SONET/SDH Hình 6: Các chức năng GII và mối quan hệ của chúng. Các chức năng trung gian Giao diện chơng trình ứng dụng Giao diện chơng trình cơ sở Cấu trúc Các chức năng ứng dụng Các chức năng cơ sở Cung cấp dịch vụ xử lý và lu trữ thông tin phân tán Các chức năng giao tiếp ngờimáy Các chức năng xử lý và lu trữ Chức năng điều khiển Chức năng truyền tải Chức năng điều khiển Chức năng truyền tải Cung cấp dịch vụ truyền thông chung Truyền thông và nối mạng thông tin Hình 6: Các chức năng GII và mối quan hệ của chúng. Các chức năng trung gian Giao diện chơng trình ứng dụng Giao diện chơng trình cơ sở Cấu trúc Các chức năng ứng dụng Các chức năng cơ sở Cung cấp dịch vụ xử lý và lu trữ thông tin phân tán Các chức năng giao tiếp ngờimáy Các chức năng xử lý và lu trữ Chức năng điều khiển Chức năng truyền tải Chức năng điều khiển Chức năng truyền tải Cung cấp dịch vụ truyền thông chung Truyền thông và nối mạng thông tin Mô hình IP over ATM xem IP như một lớp trên lớp ATM và định nghĩa các mạng con IP trên nền mạng ATM. Phương thức tiếp cận này cho phép IP và ATM hoạt động với nhau mà không cần thay đổi giao thức. Tuy nhiên phương thức này không tận dụng hết khả năng của ATM và không thích hợp với mạng nhiều router vì không đạt hiệu quả cao. IETF cũng là tổ chức đưa ra nhiều tiêu chuẩn về MPLS. MPLS là kết quả phát triển IP Switching sử dụng cơ chế hoán đổi nhãn như ATM để truyền gói tin mà không cần thay đổi các giao thức định tuyến của IP. 2.1.3 Mô hình của MSF MSF (diễn đàn về chuyển mạch đa dịch vụ) đưa ra mô hình cấu trúc mạng chuyển mạch đa dịch vụ bao gồm các lớp: - Lớp thích ứng - Lớp chuyển mạch - Lớp điều khiển - Lớp ứng dụng Lớp quản lý đặc biệt liên quan đến 3 lớp: thích ứng, chuyển mạch và điều khiển. Về cấu trúc chuyển mạch đa dịch vụ có một số lưu ý: - Lớp quản lý là một lớp đặc biệt xuyên suốt các lớp thích ứng chuyển mạch và điều khiển. - Cần phân biệt chức năng quản lý với chức năng điều khiển - Lớp điều khiển có nhiệm vụ kết nối để cung cấp các dịch vụ thông suốt từ đầu cuối tới đầu cuối với bất cứ loại giao thức và báo hiệu nào. 2.1.4 Mụ hỡnh ca TINA TINA (Telecommunication information network architecture consortium - hip hi nghiờn cu cu trỳc mng vin thụng) cú mụ hỡnh mng bao gm cỏc lp mng nh sau: - Lp truy nhp - Lp truyn dn v chuyn mch (truyn ti) - Lp iu khin v qun lý Cỏc kt qu nghiờn cu ca TINA tp trung vo lp iu khin v qun lý. TCP/IP Video ATM Multiservice Voice Lớp ứng dụng Bộ điều khiển IP/MPLS Bộ điều khiển Voice/SS7 Bộ điều khiển ATM/SVC TDM FR Chuyển mạch lai ghép Lớp điều khiển Lớp chuyển mạch Lớp thích ứng Các giao thức, giao diện, API báo hiệu/IN tiêu chuẩn Lớp quản lý Các giao thức, giao diện mở rộng Các giao diện logic và vật lý tiêu chuẩn Hình 7: Cấu trúc mạng chuyển mạch đa dịch vụ TCP/IP Video ATM Multiservice Voice Lớp ứng dụng Bộ điều khiển IP/MPLS Bộ điều khiển Voice/SS7 Bộ điều khiển ATM/SVC TDM FR Chuyển mạch lai ghép Lớp điều khiển Lớp chuyển mạch Lớp thích ứng Các giao thức, giao diện, API báo hiệu/IN tiêu chuẩn Lớp quản lý Các giao thức, giao diện mở rộng Các giao diện logic và vật lý tiêu chuẩn Hình 7: Cấu trúc mạng chuyển mạch đa dịch vụ 2.1.5 Mụ hỡnh ca ETSI ETSI vn ang tip tc tho lun v mụ hỡnh cu trỳc mng th h sau NGN. Vi mc tiờu cung cp tt c cỏc dch v vin thụng truyn thng v cỏc dch v vin thụng mi bao gm: PSTN/ISDN, X25, FR, ATM, IP, GSM, GPRS, IMT2000 ETSI phõn chia nghiờn cu cu trỳc mng theo cỏc lnh vc - Lp truyn ti trờn c s cụng ngh quang - Cụng ngh gúi trờn c s mng lừi dung lng cao trờn nn IP/ATM - iu khin trờn nn IP - Dch v v ng dng trờn nn IP - Qun lý trờn c s IT v IP INAP : Giao thức ứng dụng mạng thông minh. IOP : Giao thức kết hợp ORB SS#7: Hệ thống báo hiệu số 7 SSP : Điểm chuyển dịch vụ CORBA SS7 gaterway kTN SCP (Legacy) Các thành phần kiến trúc dịch vụ TINA IOP Mạng chuyển tải chuyển mạch chuyển mạch SSP (Legacy) Truy nhập di động POTS ISDN Truy nhập Băng rộng Hình 8: Mô hình kết nối với các mạng đang tồn tại (theo TINA) INAP : Giao thức ứng dụng mạng thông minh. IOP : Giao thức kết hợp ORB SS#7: Hệ thống báo hiệu số 7 SSP : Điểm chuyển dịch vụ CORBA SS7 gaterway CORBA SS7 gaterway kTN SCP (Legacy) SCP (Legacy) Các thành phần kiến trúc dịch vụ TINA IOP Mạng chuyển tải chuyển mạch chuyển mạch chuyển mạch SSP (Legacy) SSP (Legacy) Truy nhập di động Truy nhập di động POTSPOTS ISDNISDN Truy nhập Băng rộng Truy nhập Băng rộng Hình 8: Mô hình kết nối với các mạng đang tồn tại (theo TINA) Theo phõn lp ca ETSI thỡ NGN cú 5 lp chc nng. Cỏc ng dng i vi khỏch hng t nh khai thỏc mng thụng qua cỏc giao din dch v. Cỏc giao din dch v c phõn thnh 4 loi: giao din dch v thoi, giao din dch v s liu, giao din dch v tớnh cc v giao din dch v ch dn. Cu trỳc NGN theo ETSI bao gm 4 lp: - Lp kt ni - Lp iu khin v ng dng truyn thụng - Lp cỏc ng dng v ni dung - Lp qun lý Các nhà khai thác mạng và các ứng dụng đối với khách hàng Chức năng mạng thông minh cơ bản Chức năng mạng cơ bản Giao diện dịch vụ thoại Giao diện dịch vụ số liệu Giao diện dịch vụ tính cớc Giao diện dịch vụ chỉ dẫn Chức năng chuyển tải mạng Hình 9 : Cấu trúc chức năng mạng NGN theo ETSI Các nhà khai thác mạng và các ứng dụng đối với khách hàng Chức năng mạng thông minh cơ bản Chức năng mạng cơ bản Giao diện dịch vụ thoại Giao diện dịch vụ số liệu Giao diện dịch vụ tính cớc Giao diện dịch vụ chỉ dẫn Chức năng chuyển tải mạng Hình 9 : Cấu trúc chức năng mạng NGN theo ETSI Trong mụ hỡnh ny thỡ lp kt ni bao gm c truy nhp v lừi cựng vi cỏc cng trung gian, ngha l lp kt ni theo cu trỳc ny bao gm ton b cỏc thnh phn vt lý (cỏc thit b trờn mng). Lp qun lý l mt lp c bit khỏc vi lp iu khin. Theo th hin nú cú tớnh nng xuyờn sut nhm qun lý 3 lp cũn li. Hin ti mụ hỡnh ny vn ang c cỏc nhúm ca ETSI tip tc tho lun 2.2 Cu trỳc NGN 2.2.1 Cu trỳc chc nng Nhỡn chung NGN vn l mt xu hng mi m do vy cha cú mt khuyn ngh chớnh thc no c cụng b rừ rng lm tiờu chun v cu trỳc NGN, song da vo mụ hỡnh m mt s t chc v cỏc hóng xõy dng ta cú th tm hiu cu trỳc NGN chc nng nh sau: - Lp kt ni (truy nhp v truyn dn/ phn lừi) Điều khiển truyền thông Servers Các ứng dụng dịch vụ Di động Các dịch vụ điện thoại Điện thoại Định vịBản tin Điện thoại di động Dữ liệu di động PMS/SMRVoIP Bộ điều khiển Lõi/ Chuyển tải Các mạng IP/đa dịch vụ khác Các mạng điện thoại khác Truy nhập Truy nhập Truy nhập Di động Cố định Băng rộng Kết nối Q u ả n l ý Hình 10: Cấu trúc mạng NGN theo ETSI Điều khiển truyền thông Servers Các ứng dụng dịch vụ Di động Các dịch vụ điện thoại Điện thoại Định vịBản tinDi động Các dịch vụ điện thoại Điện thoại Định vịBản tin Điện thoại di động Dữ liệu di động PMS/SMRVoIP Bộ điều khiển Lõi/ Chuyển tải Các mạng IP/đa dịch vụ khác Các mạng IP/đa dịch vụ khác Các mạng điện thoại khác Các mạng điện thoại khác Truy nhậpTruy nhập Truy nhậpTruy nhập Truy nhậpTruy nhập Di động Cố định Băng rộng Kết nối Q u ả n l ý Hình 10: Cấu trúc mạng NGN theo ETSI - Lớp trung gian hay lớp truyền thông (Media) - Lớp điều khiển - Lớp quản lý Trong các lớp trên, lớp điều khiển hiện nay rất phức tạp với nhiều loại giao thức, khả năng tương thích giữa các thiết bị của các hãng là vấn đề đang được các nhà khai thác quan tâm. Mô hình phân lớp chức năng của NGN Hình 11-a: Cấu trúc mạng thế hệ sau (góc độ mạng) Xét từ góc độ kinh doanh và cung cấp dịch vụ thì mô hình cấu trúc NGN có thêm lớp ứng dụng dịch vụ. Trong môi trường phát triển cạnh tranh thì sẽ có rất nhiều thành phần tham gia kinh doanh trong lớp ứng dụng dịch vụ. Hình 11-b: Cấu trúc mạng thế hệ sau (góc độ dịch vụ) Hình 12: Cấu trúc chức năng của NGN  Lớp truyền dẫn và truy nhập o Phần truyền dẫn - Tại lớp vật lý truyền dẫn quang với công nghệ ghép kênh theo bước sóng DWDM sẽ được sử dụng. - Công nghệ ATM hay IP có thể được sử dụng truyền dẫn trên mạng lõi để đảm bảo QoS. - - Các router được sử dụng ở biên mạng lõi khi lưu lượng lớn và ngược lại khi lưu lượng nhỏ Switch – router có thể đảm nhận luôn chức năng những router này. - 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. Lớp ứng dụng sẽ đưa ra các yêu cầu về năng lực truyền tải và nó sẽ thực hiện yêu cầu đó. o Phần truy nhập - Với truy nhập hữu tuyến: có cáp đồng và xDSL đang được sử dụng. Tuy vậy trong tương lai truyền dẫn quang DWDM, PON sẽ dần chiếm ưu thế, thị trường của xDSL và modem sẽ dần thu nhỏ lại. - Với truy nhập vô tuyến ta có hệ thống thông tin di động GSM hoặc CDMA, truy nhập vô tuyến cố định, vệ tinh. Trong tương lại các hệ thống truy nhập không dây sẽ phát triển rất nhanh như truy nhập hồng ngoại, bluetooth, hay WLAN. - Lớp truy nhập cung cấp các kết nối giữa thuê bao đầu cuối và mạng đường trục qua cổng giao tiếp thích hợp. NGN cũng cung cấp hầu hết các truy nhập chuẩn cũng như không chuẩn của các thiết bị đầu cuối như: truy nhập đa dịch vụ, điện thoại IP, máy tính PC, tổng đài nội bộ PBX…  Lớp truyền thông Gồm các thiết bị là các cổng phương tiện như: o Cổng truy nhập: AG kết nối giữa mạng lõi và mạng truy nhập, RG kết nối mạng lõi và mạng thuê bao nhà. o Cổng giao tiếp: TG kết nối mạng lõi với mạng PSTN/ISDN, WG kết nối mạng lõi với mạng di động. [...]... các dịch vụ truyền thông suốt từ đầu cuối đến đầu cuối với bất kỳ loại giao thức và báo hiệu nào Các chức năng quản lý và chăm sóc khách hàng cũng được tích hợp trong lớp điều khiển Nhờ có 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  Lớp ứng dụng Lớp này gồm các nút thực thi dịch vụ ( thực chất là các server dịch vụ) ... là mạng hoàn toàn mới do vậy khi xây dựng NGN ta cần chú ý vần đề kết nối NGN với mạng hiện hành và tận dụng các thiết bị viễn thông hiện có trên mạng nhằm đạt được hiệu quả khai thác tối đa 2.2.2.1 Cấu trúc vật lý của NGN Hình 13: Cấu trúc vật lý của NGN 2.2.2.2 Các thành phần của NGN Trong NGN có rất nhiều thành phần song ở đây chỉ trình bày những thành phần thể hiện rõ nét sự tiên tiến của NGN. .. cấp dịch vụ có thể phát triển các ứng dụng và triển khai nhanh chóng trên dịch vụ mạng  Lớp quản lý Lớp quản lý là một lớp đặc biệt xuyên suốt các lớp từ kết nối cho đến lớp ứng dụng Tại lớp quản lý người ta có thể khai thác hoặc 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 2.2.2 Các thành phần của NGN NGN là mạng thế... tính hợp lệ và hỗ trợ các thông số dịch vụ thông thường cho hệ thống đa chuyển mạch 2.2.3 Các giao thức trong NGN 2.2.3.1 H323 và SIP H323 Vào năm 1996 ITU-T đưa ra khuyến nghị H323 Chuẩn h323 mô tả việc điều khiển các phiên đa phương tiện liên quan đến điện thoại trong kết nối điểmđiểm giữa các điểm cuối thông minh Nó cung cấp nền tảng cho việc truyền thông thoại, video và dữ liệu qua các mạng dựa trên... cấp các ứng dụng cho khách hàng thông qua lớp truyền tải Lớp ứng dụng cung cấp các dịch vụ có băng thông khác nhau và ở nhiều mức độ Một số dịch vụ sẽ thực hiện làm chủ việc điều khiển logic của chúng và truy nhập trực tiếp tới lớp ứng dụng, còn một số dịch vụ khác sẽ thực hiện điều khiển từ lớp điều khiển Lớp ứng dụng kết nối với lớp điều khiển thông qua giao diện mở API Nhờ đó mà các nhà cung cấp dịch. .. 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 Softswitch về việc phân chia hay nhóm các thành phần ứng dụng Các dịch vụ cộng thêm có thể trực thuộc Call Agent hoặc cũng có thể thực hiện một cách độc lập Những ứng dụng này giao tiếp với Call Agent thông qua các giao thức như SIP, H323… Chúng thường độc... NGN so với mạng viễn thông truyền thống cụ thể là: - Media Gateway (MG) - Media Gateway Controller (MGC) - Signalling Gateway (SG) - Media Server (MS) - Application Server (Feature Server) - Hình 14: Các thành phần của NGN Media Gateway MG Hình 15: Cấu trúc Media Gateway Media Gateway cung cấp phương tiện để truyền tải thông tin thoại, dữ liệu, fax và video giữa mạng gói IP và mạng PSTN Trong mạng PSTN,... giữa các mạng có đặc tính khác nhau, như PSTN, SS7, mạng IP Nó chịu trách nhiệm quản lý lưu lượng thoại và dữ liệu qua các mạng khác nhau Nó cũng được gọi là Call Server do chức năng điều khiển các bản tin Một MGC kết hợp với MG, SG tạo thành một cấu hình tối thiểu cho Softswitch Signalling Gateway SG Signalling Gateway tạo ra chiếc cầu nối giữa mạng báo hiệu SS7 với mạng IP dưới sự điều khiển của Media... Lớp mạng (IP) T.123 lớp truyền dẫn (IEEE 802.3) Lớp vật lý (IEEE 802.3) Hình 18: Mô hình H323 tương quan với mô hình OSI H323 cung cấp khả năng truyền dẫn audio, video, thông tin điều khiển Dữ liệu bao gồm hình ảnh, fax, dữ liệu máy tính và các loại dữ liệu khác Nó có thể cung cấp rất nhiều loại hình dịch vụ và dùng trong nhiều lĩnh vực khác nhau Cấu trúc H323 có thể dược sử dụng trong mạng LAN hoặc mạng. .. một nút SS7 trong mạng báo hiệu SS7 Nhiệm vụ của SG là xử lý thông tin báo hiệu Media Server Media Server là thành phần lựa chọn của Softswitch, được sử dụng để xử lý các thông tin đặc biệt Một Media Server phải hỗ trợ phần cứng DSP với hiệu suất cao nhất Application Server /Feature Server Hình 17: Cấu trúc Server ứng dụng Server đặc tính là một server ở mức độ ứng dụng chứa một loạt dịch vụ của doanh . cậy (TCP) X .22 4 Class 0RTP Audio Video T. 12 4 T. 12 3 quản lý và điều khiển kết cuối Data T. 12 5 H .24 5 Kênh điều khiển RTCPH .26 1 H .26 3 H .22 5.0 Kênh RAS G. 711 G. 722 G. 723 .1 G. 728 G. 729 .A H .22 5.0 Kênh. TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Đề tài: NGHIÊN CỨU MẠNG NGN CỦA VNPT VÀ CÁC DỊCH VỤ TRONG NGN CHƯƠNG 2: CẤU TRÚC MẠNG NGN 2. 1 Mô hình NGN của các tổ chức trên thế giới Trên thế giới có. cho H 323 . H .24 5 Kênh điều khiển RTCPH .26 1 H .26 3 H .22 5.0 Kênh RAS G. 711 G. 722 G. 723 .1 G. 728 G. 729 .A H .22 5.0 Kênh báo hiệu cuộc gọi Lớp vật lý (IEEE 8 02. 3) lớp truyền dẫn (IEEE 8 02. 3) Lớp mạng