Tài liệu Giới thiệu tổng quan mạng thế hệ sau doc



Chương 1: Giới thiệu tổng quan mạng thế hệ sau
www.4tech.com.vn

1
Chương 1
GIỚI THIỆU TỔNG QUAN MẠNG THẾ HỆ SAU
1.1 Giới thiệu chương
Cụm từ “mạng thế hệ sau” (Next Generation Network- NGN) bắt đầu được
nhắc tới từ năm 1998. NGN là bước tiếp theo trong lĩnh vực truyền thông truyền
thống trên thế giới được hỗ trợ bởi 3 mạng lưới: mạng thoại PSTN, mạng không
dây và mạng số liệu (Internet). NGN hội tụ cả 3 mạng trên vào một kết cấu thống
nhất để hình thành mộ
t mạng chung, thông minh, hiệu quả cho phép truy xuất toàn
cầu, tích hợp nhiều công nghệ mới, ứng dụng mới và mở đường cho các cơ hội kinh
doanh phát triển. Chương 1 giới thiệu về Mạng thế hệ sau (NGN), trình bày sơ lược
về mạng viễn thông hiện tại, đặc điểm và hạn chế. Sau đó, mô tả kiến trúc mạng
NGN bao gồm lớp truyền dẫn và truy cập, lớp truyền thông, lớp
điều khiển, lớp ứng
dụng và lớp quản lý.
1.2 Mạng viễn thông hiện tại
1.2.1 Khái niệm về mạng viễn thông hiện tại
Mạng viễn thông là phương tiện truyền thông tin từ đầu phát tới đầu thu.
Mạng có nhiệm vụ cung cấp các dịch vụ cho khách hàng.
Mạng viễn thông bao gồm các thành phần chính: thiết bị chuyển mạch, thiết
bị truyền dẫn, môi trường truyền và thi
ết bị đầu cuối.
 Thiết bị chuyển mạch gồm tổng đài nội hạt và tổng đài quá giang. Các thuê
bao được nối vào tổng đài nội hạt và tổng đài nội hạt nối vào tổng đài quá giang.
Nhờ các thiết bị chuyển mạch mà đường truyền được dùng chung và mạng có thể
được sử dụng một cách kinh tế.
 Thiết bị truyền dẫ
n dùng để nối thiết bị đầu cuối với tổng đài, hay giữa các
tổng đài để thực hiện việc truyền các tín hiệu điện. Thiết bị truyền dẫn chia làm 2
loại: thiết bị truyền dẫn phía thuê bao và thiết bị truyền dẫn cáp quang. Thiết bị
truyền dẫn phía thuê bao dùng môi trường thường là cáp kim loại. Tuy nhiên có một
số trường hợp môi trường truyền là cáp quang hoặc vô tuyến.


Chương 1: Giới thiệu tổng quan mạng thế hệ sau
www.4tech.com.vn

2









Hình 1.1 Các thành phần chính trong mạng viễn thông
 Môi trường truyền bao gồm truyền hữu tuyến và vô tuyến.
 Thiết bị đầu cuối cho mạng thoại truyền thống gồm máy điện thoại, máy Fax,
máy tính, tổng đài PABX.
Như vậy, 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 với nhau bằng các đường
truyền dẫn. Nút được phân thành nhiều cấp và kết hợp với các đường truyền dẫn tạo
thành các cấp mạng khác nhau.
1.2.2 Các đặc điểm của mạng viễn thông hiện tại
Các mạng viễn thông hiện tại có đặc điểm chung: tồn tại một cách riêng lẻ,
ứng với mỗi loại dịch vụ thông tin lại có ít nhất một loại mạng vi
ễn thông riêng biệt
để phục vụ dịch vụ đó.
 Mạng Telex: dùng để gởi các bức điện dưới dạng ký tự đã được mã hoá bằng
5 bit (mã Baudot). Tốc độ truyền rất thấp (từ 75 đến 300 bit/s).
 Mạng điện thoại công cộng, còn gọi là POTS (Plain Old Telephone Service):
ở đây thông tin tiếng nói được số hoá và chuyển mạch ở hệ thống chuyển mạch điệ
n
thoại công cộng PSTN.
Môi trường truyền dẫn
Thiết bị
chuyển mạch
Thiết bị
truyền dẫn
Thiết bị
chuyển mạch
Thiết bị
truyền dẫn


Chương 1: Giới thiệu tổng quan mạng thế hệ sau
www.4tech.com.vn

3
 Mạng truyền số liệu: gồm các mạng chuyển mạch gói để trao đổi số liệu giữa
các máy tính dựa trên giao thức của X.25 và hệ thống truyền số liệu chuyển mạch
kênh dựa trên các giao thức X.21
 Các tín hiệu truyền hình có thể truyền theo 3 cách: truyền bằng sóng vô
tuyến, truyền qua hệ thống mạng truyền hình cáp CATV (Community Antenna
Television) bằng cáp đồng trục hoặc truyền qua hệ thống vệ tinh, hay còn gọ
i là
truyền hình trực tiếp DBS (Direct Broadcast System).
 Trong phạm vi cơ quan, số liệu giữa các máy tính được trao đổi thông qua
mạng cục bộ LAN (Local Area Network) mà nổi tiếng nhất là mạng Ethernet,
Token Bus và Token Ring.
Mỗi mạng được thiết kế cho các dịch vụ riêng biệt và không thể sử dụng cho
các mục đích khác. Ta không thể truyền tiếng nói qua mạng chuyển mạch gói X.25
vì trễ qua mạng này quá lớn.
Do vậy, trước khi tìm hiểu mạng viễn thông thế h
ệ mới NGN, chúng ta cần
tìm hiểu lịch sử phát triển của các mạng hiện tại.
 Xét về góc độ dịch vụ: gồm mạng điện thoại cố định, mạng điện thoại di
động và mạng truyền số liệu.
 Xét về góc độ kỹ thuật: gồm mạng chuyển mạch, mạng truyền dẫn, mạng
truy nhập, mạng báo hiệu và mạ
ng đồng bộ.
1.2.3 Những hạn chế của mạng Viễn thông hiện tại
Như phân tích ở trên, hiện nay có nhiều loại mạng khác nhau cùng song song
tồn tại. Mỗi mạng lại yêu cầu phương pháp thiết kế, sản xuất, vận hành, bảo dưỡng
khác nhau. Như vậy, hệ thống mạng viễn thông hiện tại có nhiều nhược điểm mà
quan trọng nhất là:
 Chỉ truyền
được các dịch vụ độc lập tương ứng với từng mạng.
 Thiếu mềm dẻo: sự ra đời của các công nghệ mới ảnh hưởng mạnh mẽ tới
tốc độ truyền tín hiệu. Ngoài ra, sẽ xuất hiện nhiều dịch vụ truyền thông trong
tương lai, mỗi loại dịch vụ sẽ có tốc độ truyền khác nhau. Ta dễ dàng nhận thấy
mạng hiệ
n tại sẽ rất khó thích nghi với những đòi hỏi này.


Chương 1: Giới thiệu tổng quan mạng thế hệ sau
www.4tech.com.vn

4
 Kém hiệu quả trong việc bảo dưỡng, vận hành cũng như sử dụng tài nguyên.
Tài nguyên sẵn có trong một mạng không thể chia sẻ cho các mạng khác cùng sử
dụng.
 Mặt khác, mạng viễn thông hiện nay được thiết kế nhằm mục đích khai thác
dịch vụ thoại là chủ yếu.
 Kiến trúc tổng đài độc quyền làm cho các nhà khai thác gần như phụ thuộc
hoàn toàn vào các nhà cung cấp tổng
đài. Điều này không những làm giảm sức cạnh
tranh cho các nhà khai thác, đặc biệt là những nhà khai thác nhỏ, mà còn tốn nhiều
thời gian và tiền bạc khi muốn nâng cấp và ứng dụng các phần mềm mới.
 Các tổng đài chuyển mạch kênh đã khai thác hết năng lực và trở nên lạc hậu
đối với nhu cầu của khách hàng.
Đứng trước tình hình phát triển của mạng viễn thông hiện nay, các nhà khai
thác nhận thấy r
ằng “sự hội tụ giữa mạng PSTN và mạng PSDN” là chắc chắn xảy
ra. Cần có một cơ sở hạ tầng duy nhất cung cấp cho mọi dịch vụ (tương tự-số, băng
hẹp-băng rộng, cơ bản- đa phương tiện, …) để việc quản lý tập trung, giảm chi phí
bảo dưỡng và vận hành, đồng thời hỗ trợ các dịch vụ của mạng hi
ện nay.
1.3 Mạng viễn thông thế hệ sau
1.3.1 Định nghĩa
Mạng viễn thông thế hệ sau có nhiều tên gọi khác nhau, chẳng hạn như:
 Mạng đa dịch vụ (cung cấp nhiều loại dịch vụ khác nhau).
 Mạng hội tụ (hỗ trợ cho cả lưu lượng thoại và dữ liệu, cấu trúc mạng hội tụ).
 Mạng phân phối (phân phối tính thông minh cho mọi phầ
n tử trong mạng).
 Mạng nhiều lớp (mạng được phân ra nhiều lớp mạng có chức năng độc lập
nhưng hỗ trợ nhau thay vì một khối thống nhất như trong mạng TDM).
Cho tới hiện nay, mặc dù các tổ chức viễn thông quốc tế và các nhà cung cấp
thiết bị viễn thông trên thế giới đều rất quan tâm và nghiên cứu về chiến lược phát
triển NGN nhưng vẫn chư
a có một định nghĩa cụ thể và chính xác nào cho mạng
NGN. Do đó, định nghĩa mạng NGN nêu ở trên đây không thể bao hàm hết mọi chi


Chương 1: Giới thiệu tổng quan mạng thế hệ sau
www.4tech.com.vn

5
tiết về mạng thế hệ sau, nhưng nó có thể tương đối là khái niệm chung nhất khi đề
cập đến NGN.
Như vậy, có thể xem mạng thông tin thế hệ sau là sự tích hợp mạng thoại
PSTN (chủ yếu dựa trên kỹ thuật TDM) với mạng chuyển mạch gói (dựa trên kỹ
thuật IP/ATM). Nó có thể truyền tải tất cả các dịch vụ vốn có của PSTN đồng thời

ng có thể nhập một lượng dữ liệu rất lớn vào mạng IP, nhờ đó có thể giảm nhẹ
gánh nặng của PSTN. Tuy nhiên, NGN không chỉ đơn thuần là sự hội tụ giữa thoại
và dữ liệu mà còn là sự hội tụ giữa truyền dẫn quang và công nghệ gói, giữa mạng
cố định và di động.
1.3.2 Đặc điểm của NGN
Mạng NGN có 4 đặc điểm chính:
 N
ền tảng là hệ thống mạng mở.
Các khối chức năng của tổng đài truyền thống chia thành các phần tử độc
lập, các phần tử được phân chia theo chức năng tương ứng và phát triển một cách
độc lập. Trong đó, giao diện và giao thức giữa các bộ phận phải dựa trên các tiêu
chuNn tương ứng.
Việc phân tách làm cho mạng viễn thông vốn có dần dần đi theo hướng mớ
i,
nhà kinh doanh có thể căn cứ vào nhu cầu dịch vụ để tự tổ hợp các phần tử khi tổ
chức mạng lưới. Việc tiêu chuNn hoá giao thức giữa các phần tử có thể nối thông
các mạng có cấu hình khác nhau.
 NGN là do dịch vụ thúc đẩy, nhưng dịch vụ phải thực hiện độc lập với
mạng lưới.
Với đặc điểm:
- Chia tách dịch vụ
với điều khiển cuộc gọi
- Chia tách cuộc gọi với truyền tải.
Mục tiêu chính của chia tách là làm cho dịch vụ thực sự độc lập với mạng,
thực hiện một cách linh hoạt và có hiệu quả việc cung cấp dịch vụ. Thuê bao có thể
tự bố trí và xác định đặc trưng dịch vụ của mình, không quan tâm đến mạng truyền
tải dịch vụ và loạ
i hình đầu cuối.


Chương 1: Giới thiệu tổng quan mạng thế hệ sau
www.4tech.com.vn

6
 NGN là mạng chuyển mạch gói, dựa trên một giao thức thống nhất.
Mạng thông tin hiện nay, dù là mạng viễn thông, mạng máy tính hay mạng
truyền hình cáp đều không thể lấy một trong các mạng đó làm nền tảng để xây dựng
cơ sở hạ tầng thông tin. N hưng gần đây, cùng với sự phát triển của công nghệ IP,
người ta nhận thấy rõ ràng là mạng viễn thông, mạng máy tính và mạng truyền hình
cáp cuố
i cùng cũng tích hợp trong một mạng IP thống nhất, đó là xu thế lớn mà
người ta thường gọi là “dung hợp ba mạng”.
 Là mạng có dung lượng, tính thích ứng ngày càng tăng và có đủ dung
lượng để đáp ứng nhu cầu.
Giao thức IP thực tế đã trở thành giao thức ứng dụng vạn năng và bắt đầu
được sử dụng làm cơ sở cho các mạng đa dịch vụ, mặc dù hiệ
n tại vẫn còn bất lợi so
với chuyển mạch kênh về khả năng hổ trợ lưu lượng thoại và cung cấp chất lượng
dịch vụ đảm bảo cho số liệu. Tuy nhiên, tốc độ đổi mới nhanh chóng trong thế giới
Internet cùng với sự phát triển của các tiêu chuNn mở sẽ sớm khắc phục những thiếu
sót này.
Hình 1.2 Topo mạng thế hệ sau.


Chương 1: Giới thiệu tổng quan mạng thế hệ sau
www.4tech.com.vn

7
1.3.3 Nguyên nhân xây dựng mạng thế hệ sau
Đứng trên quan điểm nhà khai thác dịch vụ, những lý do chính dẫn tới mạng
thế hệ sau N GN là:
- Giảm thời gian tung ra thị trường cho các công nghệ và các dịch vụ mới
(chẳng hạn như tối ưu hoá chu kỳ sử dụng của các thành phần mạng).
- Thuận tiện cho các nhà cung cấp thiết bị, các nhà cung cấp mạng, hay cho
những nhà phát triển phần mềm (m
ềm dẻo trong việc nhập phần mềm mới từ nhiều
nguồn khác nhau).
- Giảm độ phức tạp trong vận hành bằng việc cung cấp các hệ thống phân
chia theo các khối đã được chuNn hoá.
- Hỗ trợ phương thức phân chia một mạng chung thành các mạng ảo riêng rẽ
về mặt logic.
1.3.4 Sự triển khai từ mạng hiện có lên mạng NGN
Một chiến lược để phát triển nhịp nhàng t
ừ mạng hiện tại sang kiến trúc
mạng mới là rất quan trọng nhằm giảm thiểu yêu cầu đầu tư trong giai đoạn chuyển
tiếp, trong khi sớm tận dụng được mạng N GN . Bất cứ giải pháp nào được chọn lựa
thì các hệ thống chuyển mạch truyền thống cũng sẽ tồn tại bên cạnh các phần tử
mạng công nghệ mới trong nhiề
u năm.
Ở đây, chủ yếu chúng ta xem xét quá trình tiến hoá về cấu trúc mạng từ
mạng hiện có lên cấu trúc mạng N GN .
N hư hình 1.3, chúng ta nhận thấy mạng viễn thông hiện tại gồm nhiều mạng
riêng rẽ kết hợp lại với nhau thành một mạng “hỗn tạp”, chỉ được xây dựng ở cấp
quốc gia, nhằm đáp ứng được nhiều lo
ại dịch vụ khác nhau. Mạng Internet, một
mạng đơn lớn, có tính chất toàn cầu, thường được đề cập theo một loạt các giao
thức truyền dẫn hơn là theo một kiến trúc đặc trưng. Internet hiện tại không hỗ trợ
QoS cũng như các dịch vụ có tính thời gian thực (như thoại truyền thống).
Do đó, việc xây dựng mạng thế hệ sau N GN cần tuân theo các chỉ tiêu:
-
N GN phải có khả năng hỗ trợ cả cho các dịch vụ của mạng Internet và của
mạng hiện hành.


Chương 1: Giới thiệu tổng quan mạng thế hệ sau
www.4tech.com.vn

8
- Một kiến trúc N GN 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 v
ụ đều phải được truyền qua mạng một cách thông suốt từ
đầu cuối đến đầu cuối.
















Hình 1.3 Nhu cầu tiến hoá mạng
- Mạng tương lai phải hỗ trợ tất cả các loại kết nối (hay còn gọi là cuộc gọi),
thiết lập đường truyền trong suốt thời gian chuyển giao, cả cho hữu tuyến cũng như
vô tuy
ến.
Vì vậy, mạng N GN sẽ tiến hoá lên từ mạng truyền dẫn hiện tại (phát triển
thêm chuyển mạch gói) và từ mạng Internet công cộng (hỗ trợ thêm chất lượng dịch
vụ QoS).
Mạng hiện tại
PSTN
TDM Access
Circuit switching
SON ET
Trans
p
ort
ATM
,
F
R
Frame/ Cell Access
ATM switching
SON ET
Trans
p
ort
Internet
IP Access
IP Routing/switch
SON ET
Trans
p
ort
Mạng thế hệ sau
(NGN)
Access
IP ATM
FR TDM

Switching
ATM SVCs IP MPLS
SON ET
Transport
optical


Chương 1: Giới thiệu tổng quan mạng thế hệ sau
www.4tech.com.vn

9
Để thực hiện việc chuyển dịch một cách thuận lợi từ mạng viễn thông hiện
có sang mạng thế hệ sau, trước hết là chuyển dịch ở lớp truy cập và truyền dẫn. Lớp
này bao gồm lớp vật lý, lớp 2 và lớp 3 nếu chọn công nghệ IP làm nền cho mạng thế
hệ sau. Trong đó:
- Công nghệ ghép kênh bước sóng quang DWDM sẽ chiếm lĩnh ở lớp vật lý.
- IP/MPLS làm nền cho lớp 3
- Công nghệ ở lớp 2 phải thoả mãn:
 Càng đơn giản càng tốt
 Tối ưu trong truyền tải gói dữ liệu
 Khả năng giảm sát chất lượng, giảm sát lỗi và bảo vệ, khôi phục mạng
khi có sự cố phải chuNn hơn của công nghệ SDH/SON ET.
Xây dựng mạng truy cập băng rộng (như ADSL, LAN , modem cáp, …)
để
có thể cung cấp phương thức truy cập băng rộng hướng đến phân nhóm cho thuê
bao, cho phép truy cập với tốc độ cao hơn. Hiện nay, việc xây dựng mạng con thông
minh đang được triển khai một cách toàn diện, điều đó cũng có nghĩa là việc chuyển
dịch sang mạng N GN đã bắt đầu.
Thứ hai là chuyển đổi mạng đường dài (mạng truyền dẫn). Sử dụng c
ổng
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 tắc nghẽn trong chuyển mạch kênh.



Chương 1: Giới thiệu tổng quan mạng thế hệ sau
www.4tech.com.vn

10

Hiện tại-
Các mạng dịch vụ riêng lẻ
Tương lai-
Mạng đa dịch vụ
Dịch vụ
PSTN/ISDN
CATV
Data/ IP
Network
Cellular
PLMN
Mạng lõi IP
Media Gateway
Cable
Access
Wireless
Access
Wireline
Access
Liên mạng trên cơ sở IP
Các mạng truy cập, truyền dẫn,
chuyển mạch riêng lẻ
Điều khiển
và quản lý các dịch
vụ truy cập

Hình 1.4 Sự hội tụ giữa các mạng
1.4 Cấu trúc mạng NGN
Cho đến nay, mạng thế hệ sau vẫn là xu hướng phát triển mới mẻ, chưa có
một khuyến nghị chính thức nào của Liên minh Viễn thông thế giới ITU về cấu trúc
của nó. N hiều hãng viễn thông lớn đã đưa ra mô hình cấu trúc mạng thế hệ sau như
Alcatel, Ericssion, N ortel, Siemens, Lucent, N EC,…
N hìn chung từ mô hình này, cấu trúc mạng mới có đặc
điểm chung là bao
gồm các lớp sau:
- Lớp kết nối (Acess +Transport/Core)
- Lớp kết nối trung gian hay lớp truyền thông (Media)
- Lớp điều khiển (Control)
- Lớp quản lý (Management)


Chương 1: Giới thiệu tổng quan mạng thế hệ sau
www.4tech.com.vn

11
Trong đó, lớp điều khiển rất phức tạp với nhiều loại giao thức, khả năng
tương thích giữa các thiết bị của hãng là vấn đề đang được các nhà khai thác quan
tâm.










Hình 1.5 Cấu trúc mạng thế hệ sau ( góc độ mạng)
Xem xét từ góc độ kinh doanh và cung cấp dịch vụ thì mô hình cấu trúc
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 phần tham
gia kinh doanh trong lớp ứng dụng dịch vụ.











Hình 1.6 Cấu trúc mạng và dịch vụ NGN (góc độ dịch vụ)
Lớp điều khiển
Lớp truyền thông
Lớp truy cập và
truyền dẫn
Lớp quản lý
Lớp ứng dụng
Lớp điều khiển
Lớp truy cập và
truyền dẫn
Lớp truyền thông
Lớp quản lý
Giao diện mở API
Giao diện mở API
Giao diện mở API


Chương 1: Giới thiệu tổng quan mạng thế hệ sau
www.4tech.com.vn

12
Thuê bao di
động
Các doanh
nghiệp lớn
Các công ty nhỏ/
văn phòng tại gia
Lớp truy cập và truyền dẫn
Lớp truyền thông
Lớp điều khiển
Lớp ứng dụng
Softswitch hay
Media Gateway
Controller
Media
Gateway
Các Server
ứng dụng
Router
Switch - Router
Khách hàng tại
nhà/ Vùng dân cư

Hình 1.7 Cấu trúc luận lý của NGN
Kiến trúc mạng N GN sử dụng chuyển mạch gói cho cả thoại và dữ liệu. N ó
phân chia các khối vững chắc của tổng đài hiện nay thành các lớp mạng riêng rẽ,
các lớp này liên kết với nhau qua các giao diện mở tiêu chuNn.
Hệ thống chuyển mạch N GN được phân thành bốn lớp riêng biệt thay vì 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 cập và truyền tải. Các giao diện mở có sự
tách biệt giữa dịch vụ và truyền dẫn cho phép các dịch vụ mới được đưa vào nhanh
chóng, dễ dàng; những nhà khai thác có thể chọn lựa các nhà cung cấp thiết bị tốt
nhất cho từng lớp trong mô hình mạng N GN .
1.4.1 Lớp truyền dẫ
n và truy cập
Phần truyền dẫn


Chương 1: Giới thiệu tổng quan mạng thế hệ sau
www.4tech.com.vn

13
- Lớp vật lý: Truyền dẫn quang với kỹ thuật ghép kênh bước sóng quang DWDM
được sử dụng.
- Lớp 2 và lớp 3:
Truyền dẫn trên mạng lõi (core network) dựa vào kỹ thuật chuyển mạch gói
cho tất cả các dịch vụ với chất lượng dịch vụ QoS tuỳ theo 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 LAN 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 , kỹ thuật truyền tải chính là IP hay IP/ATM.
Có các hệ thống chuyển mạch, hệ th
ống định tuyến cuộc gọi.
- Chức năng:
Lớp truyền tải trong cấu trúc mạng N GN 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. N ó có khả năng lưu trữ lại các sự kiện xảy ra
trên mạ
ng (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 cập
- Lớp vật lý:
Hữu tuyến: Cáp đồng, xDSL hiện đang sử dụng. Tuy nhiên trong t
ương lai
truyền dẫn quang DWDM, PON (Passive Optical N etwork) sẽ dần dần chiếm ưu thế
và thị trường xDSL, modem cáp dần dần thu hẹp lại.


Chương 1: Giới thiệu tổng quan mạng thế hệ sau
www.4tech.com.vn

14
Vô tuyến: thông tin di động – công nghệ GSM hoặc CDMA, truy cập vô
tuyến cố định, vệ tinh.
- Lớp 2 và lớp 3: Công nghệ IP sẽ làm nền cho mạng truy cập.
- Thành phần:
Phần truy cập gồm các thiết bị truy cập 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 cập tích hợp (IAD).
Thuê bao có th
ể sử dụng mọi kỹ thuật truy cập (tương tự, số, TDM, ATM,
IP,…) để truy cập vào mạng dịch vụ N GN .
- Chức năng:
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 N GN kết nối với hầu hết các thiết bị đầu cuối chu
Nn và không chuNn
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,…
1.4.2 Lớp truyền thông
- Thành phần:
Thiết bị ở lớp truyền thông là các cổng truyền thông (MG – Media
Gateway) bao gồm:
Các cổng truy cập: AG (Access Gateway) kết nối gi
ữa mạng lõi với mạng
truy cập, RG (Residental Gateway) kết nối mạng lõi với mạng thuê bao tại nhà.
Các cổng giao tiếp: TG (Trunking Gateway) kết nối giữa 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 cập khác với kỹ
thuật chuyển mạch gói IP hay ATM ở mạng đường trục. Hay nói cách khác, lớ
p này
chịu trách nhiệm chuyển đổi các loại môi trường (chẳng hạn như PSTN ,


Chương 1: Giới thiệu tổng quan mạng thế hệ sau
www.4tech.com.vn

15
FrameRelay, LAN , vô tuyến,…) sang môi trường truyền dẫn gói được áp dụng trên
mạng lõi và ngược lại.
N hờ 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
cập dưới sự điều khiển của các thiết bị thuộc lớp điều khiển.
1.4.3 Lớ
p điều khiển.
- Thành phần
Lớp điều khiển bao gồm các hệ thống điều khiển mà thành phần chính là
Softswitch còn gọi là Media Gateway Controller hay Call Agent được kết nối với
các thành phần khác để kết nối cuộc gọi hay quản lý địa chỉ IP như: SGW
(Signaling Gateway), MS (Media Server), FS (Feature Server), AS (Application
Server).
Theo MSF (MultiService Switching Forum), lớp điều khiển cần được tổ
chức theo kiểu module và có thể bao gồm một số bộ đ
iều khiển độc lập. Ví dụ có
các bộ điều khiển riêng cho các dịch vụ: thoại/báo hiệu số 7, ATM/SVC,
IP/MPLS,…
- Chức năng:
Lớp điều khiển có nhiệm vụ kết nối để cung cấp các dịch vụ thông suốt từ
đầu cuối đến đầu cuối với bất kỳ loại giao thức và báo hiệu nào.
Cụ thể, lớp điều khiển th
ực 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.


Chương 1: Giới thiệu tổng quan mạng thế hệ sau
www.4tech.com.vn

16
Thu nhận thông tin báo hiệu từ các cổng và chuyển thông tin này đến các
thành phần thích hợp trong lớp điều khiển.


Hình 1.8 Cấu trúc mạng chuyển mạch đa dịch vụ
Các chức năng quản lý, chăm sóc khách hàng cũng được tích hợp trong lớp
điều khiển. N hờ 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.
1.4.4 Lớp ứng dụng
- Thành phần:


Chương 1: Giới thiệu tổng quan mạng thế hệ sau
www.4tech.com.vn

17
Lớp ứng dụng gồm các nút thực thi dịch vụ SEN (Service Excution N ode),
thực chất do 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 làm chủ việc thực hiện điều khiển logic của chúng
và truy c
ập 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. N hờ đó mà các nhà cung cấp dịch vụ
có thể phát triển các ứng dụng và triển khai nhanh chóng trên các dị
ch vụ mạng.
1.4.5 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 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 quả
n lý với các
chức năng điều khiển. Vì căn bản N GN sẽ 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.
1.5 Tổng kết chương
Vấn đề quan tâm nhiều trong hoạt động của mạng viễn thông là hiệ
u suất
khai thác, hiệu quả kinh tế và sự cạnh tranh. Các thiết bị IP phát triển rất nhanh
chóng, do đó việc xây dựng mô hình N GN là hợp với nhu cầu của thời đại. N GN là
mạng thế hệ kế tiếp chứ không phải là mạng hoàn toàn mới. Vì vậy khi xây dựng và
phát triển theo hướng N GN cần chú ý tới vấn đề kết nối N GN với mạng hi
ện hành
và tận dụng các thiết bị viễn thông hiện có trên mạng nhằm đạt được hiệu quả khai
thác tối đa. Chương 2 sẽ trình bày vấn đề điều khiển tắc nghẽn trong N GN .