Công nghệ chuyển mạch trong NGN và ứng dụng tại Việt Nam MỤC LỤC PHỤ LỤC HÌNH VẼ 2 CÁC TỪ VIẾT TẮT 3 LỜI NÓI ĐẦU 7 Chương 2 TỔ CHỨC MẠNG NGN 20 Chương 3 CÔNG NGHỆ LÀM NỀN TẢNG TRONG NGN 28 Chương 4 CÔNG NGHỆ MPLS 53 4.3.1.Mặt phẳng điều khiển 70 4.3.2.Mặt phẳng dữ liệu 70 Chương 5 MÔ HÌNH TRIỂN KHAI MẠNG NGN TẠI VIỆT NAM VÀ TỔ CHỨC MẠNG NGN CỦA VNPT 88 KẾT LUẬN 105 TÀI LIỆU THAM KHẢO 108 Công nghệ chuyển mạch trong NGN và ứng dụng tại Việt Nam PHỤ LỤC HÌNH VẼ Công nghệ chuyển mạch trong NGN và ứng dụng tại Việt Nam CÁC TỪ VIẾT TẮT Viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt AAA Authentication, Authorization, Accounting Nhận thực thuê bao, nhận thực dịch vụ, tính cước. ACM Address Complete Message Bản tin hoàn tất địa chỉ ADSL Asymmetric DSL Đường dây thuê bao số không đối xứng APS Automatic Protection Switch Chuyển mạch bảo vệ tự động ARP Address Resolution Protocol Giao thức chuyển đổi địa chỉ ATM Asychronous Transfer Mode Phương thức truyền tải không đồng bộ BICC Bearer Independent Call Control Giao thức điều khiển cuộc gọi độc lập với kênh mang BRAS Broadband remote access server Máy chủ truy cập từ xa băng rộng CDMA Code Division Multiplex Access Đa truy nhập theo ghép thời gian DSL Digital Subscriber Line Đường dây thuê bao số DWDM Dense Wavelength Division Multiplex Ghép kênh bước sóng mật độ cao EGP External Gateway Protocol Giao thức ngoài cổng FCS Frame Check Sequence Chuỗi kiểm tra khung FEC Forward Error Correction Sửa lỗi trước FR Frame Relay Trễ khung GK Gatekeeper GW Gateway HDLC High-level Data Link Control Điều khiển liên kết dữ liệu mức cao HDSL High bit rate DSL Đường dây thuê bao số tốc độ bit cao IAD Integrated Access Device Thiết bị truy nhập tích hợp IAM Initial Address Message Bản tin khởi tạo địa chỉ ICMP Internet Control Message Protocol Giao thức bản tin điều khiển Internet IGP Internal Gateway Protocol Giao thức trong cổng IP Internet Protocol Giao thức Internet Công nghệ chuyển mạch trong NGN và ứng dụng tại Việt Nam ISUP ISDN User Part Phần đối tượng người sử dụng mạng tích hợp đa dịch vụ ITU International Telecommunication Union Liên hiệp viễn thông quốc tế ISDN Integrated Services Digital Network Mạng số đa dịch vụ LAN Local Area Network Mạng địa phương LE Local Exchange Tổng đài nội hạt MAN Metropolian Area Network Mạng đô thị MC Multipoint Controller Bộ điều khiển đa điểm MGCP Media Gateway Control Protocol Giao thức điều khiển Gateway truyền thông MGC Media Gateway Controller Bộ điều khiển thuê bao MP Multipoint Processor Bộ xử lý đa điểm MPLS MultiProtocol Lable-Switch Chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS TE MPLS Traffic Engineering Kỹ thuật lưu lượng MPLS MPLS Multi Protocol Lambda Switching Chuyển mạch bước sóng đa giao thức MSAN Multi Service Access Node Thiết bị truy nhập đa dịch vụ MTU Maximum Transmission Unit Đơn vị truyền dẫn lớn nhất Net ID Network Identification Chỉ thị mạng NMS Network Management Station Trạm quản lý mạng NNI Network-Network Interface Giao diện mạng-mạng OADM Optical ADM ADM quang OAN Optical Access Network Mạng truy nhập quang PBX Private Branch Exchange Tổng đài nhánh dành riêng PCM Pulse Code Modulaion Điều chế xung mã PDH Plesiochronous Digital Hierarchy Phân cấp số cận đồng bộ POH Path OverHead Mào đầu đường truyền POTS Plain Old Telephone Service Dịch vụ thoại truyền thống PPP Point to Point Protocol Giao thức điểm nối điểm PSTN Public Switching Telephone Network Mạng chuyển mạch điện thoại công cộng PVC Permanent Virtual Channel Kênh ảo cố định Công nghệ chuyển mạch trong NGN và ứng dụng tại Việt Nam QoS Quality of Service Chất lượng của dịch vụ RAS Registration, Admision, Status Đăng ký, cho phép, trạng thái RAS Remote Access Server Máy chủ truy cập từ xa RARP Reverse ARP Giao thức chuyển đổi địa chỉ ngược RIP Routing Information Protocol Giao thức thông tin định tuyến RSVP Resource Reservation Protocol Giao thức chiếm tài nguyên RTCP RTP Control Protocol Giao thức điều khiển RTP RTP Real Time Protocol Giao thức thời gian thực SAPI Service Access Point Identifier Chỉ thị điểm truy cập dịch vụ SDH Synchronous Digital Hierarche Phân cấp số đồng bộ SDP Session Description Protcol Giao thức miêu tả phiên SIP Session Initiation Protocol Giao thức khởi tạo phiên SIGTRAN Signalling Transport Truyền vận báo hiệu SG Signalling Gateway Gateway báo hiệu SS7 Signalling System 7 Hệ thống báo hiệu số 7 SSP Service Switching Point Điểm chuyển mạch dịch vụ STP Signalling Transfer Point Điểm chuyển tiếp báo hiệu SWN Switch Node Điểm chuyển mạch TCP Transmission Control Protocol Giao thức điều khiển truyền dẫn TDMA Time Division Multiplex Access Đa truy nhập theo ghép thời gian TE Traffic Engineering Kỹ thuật lưu lượng TMN Telecom Management Network Mạng quản lý viễn thông UBR Unspecified Bit Rate Tốc độ bit không xác định UCP Unified Control Plane Mặt điều khiển chung UDP User Datagram Protocol Giao thức gói dữ liệu người dùng UNI User-Network Interface Giao diện mạng-người dùng VC Virtual Channel Kênh ảo VCI VC Identification Nhận dạng kênh ảo VDSL Very high speed DSL Đường dây thuê bao số tốc độ rất VoIP Voice over IP Thoại trên giao thức IP Công nghệ chuyển mạch trong NGN và ứng dụng tại Việt Nam VP Virtual Path Tuyến ảo VT Virtual Tributary Luồng ảo xDSL Digital Subcriber Line Họ công nghệ DSL WAN Wide Area Network Mạng diện rộng WP Wavelength Path Tuyến bước sóng WDMA Wavelength Division Multiplex Access Đa truy nhập theo ghép bước sóng Công nghệ chuyển mạch trong NGN và ứng dụng tại Việt Nam LỜI NÓI ĐẦU Cùng với sự phát triển không ngừng của xã hội và công nghệ, nhu cầu về thông tin liên lạc của con người ngày càng tăng, ban đầu chỉ là những dịch vụ thoại với khả năng đáp ứng hạn chế và giá thành dịch vụ cao, sau đó là sự phát triển của các dịch vụ truyền số liệu và đặc biệt là sự ra đời của Internet. Ngày nay thế giới đang bước vào thời đại của thông tin với sự bùng nổ của hàng loạt các phương thức thông tin liên lạc. Biểu hiện đầu tiên của xa lộ thông tin là Internet, sự phát triển của Internet là khởi đầu cho cuộc cách mạng tiến tới xã hội thông tin. Nền tảng cho xã hội thông tin chính là sự phát triển cao của các dịch vụ viễn thông. Chính vì thế mà nhiều loại hình dịch vụ viễn thông đã ra đời để đáp ứng nhu cầu thông tin ngày càng cao của khách hàng. Xu thế hội nhập giữa mạng viễn thông và Internet là tất yếu, và công nghệ mạng tích hợp đã ra đời. Môi trường kinh doanh ngày càng mang tính cạnh tranh và phức tạp. Chất lượng dịch vụ ngày càng trở thành chìa khóa để dẫn tới thành công. Song song với xu thế này, nhu cầu ngày càng tăng đối với dịch vụ truyền thông mới, đủ khả năng cung cấp các dịch vụ hoặc tăng tính cạnh tranh. Trung tâm của những dịch vụ mới chính là mạng thế hệ sau NGN. Nhu cầu ngày càng cao về các dịch vụ thông tin liên lạc đã gây một áp lực rất lớn cho các mạng viễn thông cũ, phải đảm bảo truyền tải thông tin tốc độ cao với giá thành hạ. Việc chuyển đổi từ công nghệ tương tự sang số đã đem lại bộ mặt mới cho mạng viễn thông. Tuy nhiên, những loại hình dịch vụ trên luôn đòi hỏi nhà khai thác phải đầu tư để nghiên cứu, nắm bắt công nghệ viễn thông mới về lĩnh vực mạng và chế tạo thiết bị. Cùng với sự phát triển, nhu cầu về sự thống nhất giữa các dịch vụ thời gian thực và các dịch vụ truyền số liệu không thời gian thực nảy sinh và khi khả năng về công nghệ cho phép thì sự thống nhất về cơ sở hạ tầng mạng này được thiết lập. Thể hiện điều này chính là việc chuyển dịch giữa công nghệ chuyển mạch kênh sang công nghệ chuyển mạch gói, điều đó không chỉ diễn ra trong hạ tầng cơ sở thông tin mà còn Công nghệ chuyển mạch trong NGN và ứng dụng tại Việt Nam diễn ra trong các công ty khai thác dịch vụ, trong cách tiếp cận của các nhà khai thác thế hệ mới khi cung cấp dịch vụ cho khách hàng. Công nghệ NGN chính là chìa khóa giải quyết các vấn đề cho công nghệ tương lai, đáp ứng được các yêu cầu kinh doanh với đặc điểm quan trọng là cấu trúc phân lớp theo chức năng và phân tán các tiềm năng trên mạng làm cho mạng trở nên dễ dàng sử dụng với các giao diện mở đa truy nhập, đa giao thức. Sự ra đời của NGN ngoài mặt có ý nghĩa về công nghệ và dịch vụ, nó còn đem lại cơ hội cho những công ty nhỏ hoặc những công ty mới tham gia vào thị trường viễn thông có thể có chỗ đứng trên thị trường mà trước đây nằm trong sự kiểm soát của một số ít nhà sản xuất lớn. Mạng NGN đang được triển khai rộng rãi trên thế giới. Ở Việt Nam, Tổng Công Ty Bưu Chính Viễn Thông Việt Nam VNPT đã xây dựng xong cơ sở hạ tầng mạng và đang từng bước cung cấp các dịch vụ cho khách hàng, và các công ty viễn thông khác cũng đang xây dựng các dự án phát triển mạng NGN của riêng mình. Trong phát triển mạng NGN, công nghệ chuyển là một trong những vấn đề cần quan tâm, vì thế em chọn “Công nghệ chuyển mạch trong NGN và ứng dụng tại Việt Nam” làm đề tài nghiên cứu trong Đồ án tốt nghiệp của mình. Trong Đồ án này, em nghiên cứu tổng quan về mạng NGN, nghiên cứu các công nghệ chuyển tải trong mạng NGN và đi sâu vào nghiên cứu công nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS. Đồ án gồm những nội dung sau: Chương I: Giới thiệu về mạng NGN. Trong chương này nêu khái niệm, một số đặc điểm cơ bản, cấu trúc của mạng NGN và so sánh giữa mạng NGN với PSTN. Chương II: Tổ chức mạng NGN. Chương này trình bày các nguyên tắc tổ chức của mạng và mô hình tổ chức mạng NGN của 3 hãng: Alcatel, Ericsson và Siemens. Chương III: Công nghệ làm nền tảng trong NGN. Trình bày khái quát các công nghệ trong NGN như là IP, ATM, IP over ATM, và MPLS. Công nghệ chuyển mạch trong NGN và ứng dụng tại Việt Nam Chương IV: Công nghệ MPLS. Chương này sẽ đi vào cụ thể về mạng chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS. Nêu ra thành phần cơ bản, cấu trúc, hoạt động và mục tiêu, ứng dụng của mạng chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS. Chương V: Mô hình triển khai mạng NGN tại Việt Nam và cụ thể là của Tổng Công ty Bưu Chính Viễn Thông Việt Nam VNPT. Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo PGS.TS Phan Hữu Huân đã tận tình hướng dẫn em hoàn thành đồ án. Em cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo của Khoa Công Nghệ Thông Tin, trường Đại học Phương Đông đã dạy bảo giúp đỡ và tạo điều kiện cho em trong suốt thời gian làm đồ án. Do thời gian có hạn nên Đồ án này còn nhiều thiếu sót. Em rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của thầy cô để hoàn thiện và phát triển đề tài này. Sinh viên thực hiện Lê Út Hòa Công nghệ chuyển mạch trong NGN và ứng dụng tại Việt Nam Chương 1 GIỚI THIỆU VỀ MẠNG NGN 1.1. Khái niệm về mạng NGN Khái niệm NGN (mạng thế hệ sau) xuất hiện vào cuối những năm 90 của thế kỉ trước để đáp ứng: sự cạnh tranh giữa những nhà khai thác mạng viễn thông. Sự bùng nổ lưu lượng thông tin số, ví dụ như gia tăng sử dụng Internet, sự gia tăng nhu cầu của người sử dụng di động. Cho tới nay, mặc dù các tổ chức viễn thông quốc tế và các nhà cung cấp thiết bị viễn thông trên thế giới đều rất quan tâm nghiên cứu về chiến lược phát triển NGN, nhưng vẫn chưa có một định nghĩa cụ thể và chính xác nào cho mạng NGN. Do đó, định nghĩa mạng NGN nêu ra ở đây không thể bao hàm hết chi tiết về mạng thế hệ sau, nhưng nó là một định nghĩa tương đối chung nhất về NGN. Có thể định nghĩa một cách khái quát mạng NGN như sau: Mạng viễn thông thế hệ sau (NGN – Next Generation Network) là mạng chuyển mạch gói có khả năng cung cấp các dịch vụ viễn thông và tạo ra ứng dụng băng thông rộng, các công nghệ truyền tải đảm bảo chất lượng dịch vụ và trong đó các chức năng dịch vụ độc lập với các công nghệ truyền tải liên quan. Nó cho phép truy nhập không giới hạn tới mạng và là môi trường cạnh tranh giữa các nhà cung cấp dịch vụ trên các kiểu dịch vụ cung cấp. Nó hỗ trợ tính di động toàn cầu cho các dịch vụ cung cấp tới người sử dụng sao cho đồng nhất và đảm bảo. Mạng viễn thông thế hệ sau là sự tích hợp mạng thoại PSTN, chủ yếu dựa trên kĩ thuật TDM, với mạng chuyển mạch gói, dựa trên kĩ thuật IP/ATM. Nó có thể truyền tải tất cả các dịch vụ vốn có của PSTN, đồng thời có thể nhập một lượng dữ liệu rất lớn vào mạng IP. Những khả năng và ưu điểm của NGN bắt nguồn từ sự tiến bộ của công nghệ thông tin và các ưu điểm của công nghệ chuyển mạch gói và truyền dẫn quang băng rộng. [...]... trên cơ sở mạng hiện tại Các dịch vụ phát triển tiếp theo của mạng hiện tại Các dịch vụ hiện tại của mạng hiện tại Sự phát triển mạng Các dịch vụ phát triển tiếp theo của mạng thế hệ sau Công nghệ chuyển mạch trong NGN và ứng dụng tại Việt Nam Hình 2.1 Xu hướng phát triển mạng và dịch vụ (ii) Xây dựng mới mạng NGN Mạng NGN được xây dựng với nhiệm vụ trước mắt là đảm bảo các nhu cầu về dịch vụ mạng hiện... dịch vụ phát triển tiếp theo của mạng thế hệ sau Các dịch vụ hiện nay của mạng hiện Các dịch vụ hiện nay tại của mạng hiện thế hệ sau Hình 2.2 Xu hướng phát triển mạng và dịch vụ 2.2 Mô hình tổ chức mạng NGN của một số hãng Sự phá 2.2.1 Mô hình NGN của Alcatel t t r i ể n m ạ n g Dịch vụ/ Báo Dịch vụ/ Báo hiệu hiệu Các Các dịch vụ dịch vụ mạng mạng độc lập độc lập Lớp dịch vụ Lớp dịch vụ mạng mạng trung... dịch vụ - Quản lý tập trung và thông minh Công nghệ chuyển mạch trong NGN và ứng dụng tại Việt Nam Chương 2 TỔ CHỨC MẠNG NGN 2.1 Nguyên tắc tổ chức mạng NGN Hiện nay mạng thế hệ sau vẫn đang trong quá trình hoàn thiện phát triển và chuẩn hóa Mạng thông tin thế hệ sau (NGN) có hạ tầng thông tin duy nhất dựa trên công nghệ chuyển mạch gói, triển khai các dịch vụ một cách đa dạng và nhanh chóng, đáp ứng... Thiết bị mạng Thiết bị mạng đã có đã có Lớp trung gian Lớp truy nhập và truyền tải Lớp truy nhập và truyền tải Khách hàng Hình 2.3 Mô hình NGN của Alcatel Người sử Mô hình NGN của Alcatel gồm 4 lớp : Truy - Lớp truy nhập và truyền tảinhập từ xa - Lớp trung gian - Lớp điều khiển - Lớp dịch vụ mạng 2.2.2 Mô hình NGN của Ericsson dụng Q U Ả N L Ý Công nghệ chuyển mạch trong NGN và ứng dụng tại Việt Nam Máy... xây dựng, phát triển mạng thế hệ sau NGN chia thành hai khuynh hướng: Sự phát triển dich vụ (i) Phát triển các dịch vụ mới trên cơ sở mạng hiện tại tiến tới phát triển mạng NGN Đây là xu hướng đối với những nới có:  Mạng viễn thông đã và đang phát triển hiện đại hóa  Các dịch vụ hiện tại đã phát triển trên cơ sở mạng hiện có  Có các nhu cầu phát triển các dịch vụ mới Mạng NGN được phát triển theo nhu... trong mô hình OSI (hình 3.2) Chồng giao Ứng dụng thức TCP/IP được chia thành bốn tầng: giao diện mạng (network interface), 31liên Trình diễn mạng (internet), giao vận (transport) và ứng dụng (application) Phiên Giao vận Mô hình OSI Ứng dụng Giao vận Mô hình TCP/IP Mạng Liên mạng Liên kết dữ liệu Giao diện mạng Vật lý Công nghệ chuyển mạch trong NGN và ứng dụng tại Việt Nam Hình 3.2 Mô hình OSI và TCP/IP... vụ viễn thông phong phú và đa dạng; Hiệu quả sử dụng, chất lượng mạng lưới cao; Dễ dàng tăng dung lượng, phát triển dịch vụ mới; Có độ linh hoạt và tính sẵn sàng cao, năng lực tồn tại mạnh; Tổ chức mạng theo vùng mạng hoặc vùng lưu lượng Công nghệ chuyển mạch trong NGN và ứng dụng tại Việt Nam Từ những nguyên tắc tổ chức như trên tạo thành hai khuynh hướng xây dựng, phát triển mạng thế hệ sau NGN: ... phát triển các nhu cầu về dịch vụ mới Các dịch vụ mới được triển khai trên mạng NGN Đây là xu hướng phát triển của những nơi mạng viễn thông chưa được hiện đại hóa, chưa bổ sung thêm nhiều các dịch vụ mới, các dịch vụ chỉ mang tính phổ thông cơ bản Chính sách xây dựng phát triển ở đây là xây dựng mới tiến thẳng đến mạng NGN Sự phát triển dich vụ Công nghệ chuyển mạch trong NGN và ứng dụng tại Việt Nam. .. bị mất và sẽ được truyền lại  Tầng liên mạng Tầng liên mạng trong chồng giao thức TCP/IP tương ứng với tầng mạng trong mô hình OSI, cho phép kết nối nhiều mạng với các công nghệ khác nhau qua mạng lõi sử dụng giao thức IP Công nghệ chuyển mạch trong NGN và ứng dụng tại Việt Nam Chức năng chính của tầng mạng là đánh địa chỉ logic và định tuyến gói tới đích Giao thức đáng chú ý nhất ở tầng liên mạng. .. là phát triển các dịch vụ mới trên cơ sở mạng hiện tại tiến tới phát triển mạng NGN; thứ hai là xây dựng mới hoàn toàn mạng NGN Chương 2 này đưa ra mô hình tổ chức mạng NGN của 3 hãng Alcatel, Ericsson, Siemens Các giải pháp xây dựng mạng thế hệ sau do các hãng đưa ra đều dựa trên nguyên tắc xây dựng một mạng đa dịch vụ dựa trên duy nhất cơ sở hạ tầng Việc các nhà khai thác lựa chọn hướng phát triển . 70 Chương 5 MÔ HÌNH TRIỂN KHAI MẠNG NGN TẠI VIỆT NAM VÀ TỔ CHỨC MẠNG NGN CỦA VNPT 88 KẾT LUẬN 105 TÀI LIỆU THAM KHẢO 108 Công nghệ chuyển mạch trong NGN và ứng dụng tại Việt Nam PHỤ LỤC HÌNH VẼ Công. động và mục tiêu, ứng dụng của mạng chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS. Chương V: Mô hình triển khai mạng NGN tại Việt Nam và cụ thể là của Tổng Công ty Bưu Chính Viễn Thông Việt Nam VNPT. Em. II: Tổ chức mạng NGN. Chương này trình bày các nguyên tắc tổ chức của mạng và mô hình tổ chức mạng NGN của 3 hãng: Alcatel, Ericsson và Siemens. Chương III: Công nghệ làm nền tảng trong NGN. Trình