Tổng quan mạng thế hệ sau NGN 3

óc. §éng lùc cña c«ng nghÖ Víi sù ph¸t triÓn m¹nh mÏ cña khoa häc kü thuËt ®Æc biÖt trong lÜnh vùc §iÖn tö - ViÔn th«ng vµ C«ng nghÖ th«ng tin, ®· vµ ®ang t¹o ra nh÷ng thay ®æi to lín cho ngµnh truyÒn th«ng thÕ giíi. D­íi ®©y lµ mét sè thèng kª vÒ tèc ®é ph¸t triÓn ®iÓn h×nh trong lÜnh vùc nµy. - C«ng nghÖ b¸n dÉn vÉn ph¸t triÓn m¹nh mÏ, cø sau 18 th¸ng sè bãng b¸n dÉn trªn mét chip t¨ng gÊp ®«i, vµ nã sÏ tiÕp tôc ph¸t triÓn nh­ vËy cho ®Õn kho¶ng 2010. - §èi víi truyÒn dÉn quang, cø sau 12 th¸ng dung l­îng truyÒn trªn ®ã l¹i t¨ng gÊp ®«i nhê t¨ng sè l­îng c¸c b­íc sãng ¸nh s¸ng trong mét sîi quang, ghÐp ph©n chia b­íc sãng mËt ®é cao. - Cßn víi v« tuyÕn, cø sau 9 th¸ng, dung l­îng l¹i t¨ng gÊp ®«i nhê c«ng nghÖ anten th«ng minh, c«ng nghÖ m¸y thu, c«ng nghÖ xö lý tÝn hiÖu tiªn tiÕn. C¸c ®ét ph¸ c«ng nghÖ kÓ trªn ®· t¹o ra c¸c bé xö lý vµ c¸c bé nhí phï hîp víi m¹ng tiªn tiÕn. §Æc biÖt tèc ®é ngµy cµng t¨ng cña c¸c bé vi xö lý, dung l­îng RAM vµ tèc ®é truy nhËp RAM ®· t¨ng lªn tíi tèc ®é gÇn víi tèc ®é truyÒn cña sîi quang. Nhê vËy viÖc xö lý ®iÒu khiÓn vµ c¸c bé nhí sÏ tån t¹i ®Ó hç trî sù bïng næ vÒ tèc ®é gãi tíi trong c¸c phÇn tö m¹ng. Sù kÕt hîp c¸c c«ng nghÖ nµy sÏ t¹o ra kh¶ n¨ng x©y dùng c¸c m¹ng cã dung l­îng lín gÊp 100 ®Õn 200 lÇn dung l­îng ngµy nay víi chi phÝ kh«ng t¨ng, nªn m¹ng vÉn ®¶m b¶o chÊt l­îng dÞch vô. §éng lùc thÞ tr­êng Trong sù ph¸t triÓn cña ngµnh ViÔn th«ng hiÖn t¹i, cã rÊt nhiÒu ¸p lùc thay ®æi thÞ tr­êng viÔn th«ng, trong ®ã cã hai ¸p lùc chÝnh ®ã lµ: Thø nhÊt: ThÞ tr­êng viÔn th«ng ®ang b·i bá c¸c quy ®Þnh t­ nh©n ho¸ vµ më ra cho c¹nh tranh. C¸c nhµ khai th¸c míi ®ang tham gia vµo tÊt c¶ c¸c thÞ tr­êng v« tuyÕn, h÷u tuyÕn vµ truyÒn sè liÖu. Thø hai: C¸c m¹ng cña nhµ khai th¸c míi nµy víi sè l­îng ngµy cµng t¨ng ®­îc h­íng tíi c¸c m¹ng héi tô, c¸c m¹ng héi tô nµy ®ang lÊn ¸t c¸c m¹ng cña c¸c nhµ khai th¸c ®éc quyÒn. Còng nh­ vËy, c¸c nhµ cung cÊp dÞch vô ®éc quyÒn, ®ang x©y dùng c¸c m¹ng mang tÝnh c¹nh tranh, tiªn tiÕn dùa trªn kh¶ n¨ng c¸c m¹ng ®­êng trôc cña hä. ChÝnh nh÷ng sù c¹nh tranh nµy trªn thÞ tr­êng vÒ c¸c m¹ng héi tô sÏ rÊt lín vµ phøc t¹p. MÆt kh¸c thÞ tr­êng b¨ng réng còng lµ mét ®éng lùc thóc ®Èy sù ph¸t triÓn m¹ng NGN. §éng lùc dÞch vô Víi yªu cÇu l­u l­îng tho¹i, d÷ liÖu, video, multimedia tiÕp tôc t¨ng víi tèc ®é chãng mÆt cña x· héi, nªn c¸c c«ng ty viÔn th«ng ph¶i ®­¬ng ®Çu víi th¸ch thøc trong viÖc më réng vµ ph¸t triÓn m¹ng cña hä c¶ vÒ thêi gian vµ hiÖu qu¶ ®Çu t­ trong m«i tr­êng c¹nh tranh. MÆt kh¸c, viÖc t¨ng l­u l­îng do c¸c nhu cÇu dÞch vô vµ yªu cÇu kÕt nèi víi c¸c nhµ cung cÊp dÞch vô kh¸c ®· lµm t¨ng nhanh yªu cÇu dung l­îng t¹i c¸c tæng ®µi chuyÓn tiÕp dùa trªn chuyÓn m¹ch kªnh vµ g©y ra nh÷ng ®ßi hái míi trong c¸c tæng ®µi nµy. Chóng còng thóc ®Èy viÖc sö dông c«ng nghÖ gãi trong tæng ®µi chuyÓn tiÕp ®Ó tho¶ m·n c¸c yªu cÇu ®ã. Víi sù ph¸t triÓn dÞch vô t¨ng nhanh theo sù ®a d¹ng cña kh¸ch hµng, th× viÖc t¨ng nhanh nhu cÇu truy cËp b¨ng réng cho khu d©n c­ vµ th­¬ng m¹i lµ viÖc dÔ hiÓu. Nh÷ng ®ßi hái truy cËp b¨ng réng h÷u tuyÕn, v« tuyÕn trong m¹ng hîp nhÊt ®ßi hái ph¶i cã sù thóc ®Èy nh÷ng chuyÓn biÕn trong m¹ng ®­êng trôc. Nã thóc ®Èy sù hîp nhÊt m¹ng h­íng tíi m¹ng dÞch vô NGN. Giíi thiÖu chung vÒ ngn Kh¸i niÖm m¹ng thÕ hÖ sau NGN Khái niệm NGN (Next Generation Network) - Mạng thế hệ sau hay Mạng thế hệ kế tiếp – là một khái niệm dùng để chỉ một xu hướng mới trong ngành viễn thông xuất hiện vào cuối những năm 90 của thế kỷ 20. Xu hướng này xuất phát từ nhiều yếu tố như môi trường cạnh tranh ngày càng gay gắt giữa các nhà điều hành mạng do gỡ bỏ các rào cản trong kinh doanh viễn thông, bùng nổ lưu lượng dữ liệu do nhu cầu ngày càng tăng về Internet, dịch vụ đa phương tiện, dịch vụ di động… Những yếu tố đó đã dẫn tới sự hội tụ của các mạng riêng biệt hiện tại thành một mạng đa dịch vụ duy nhất dựa trên công nghệ chuyển mạch gói, được gọi là mạng NGN. Các mạng hiện có đều là các mạng đơn dịch vụ, mỗi mạng sử dụng các công nghệ truy nhập, truyền tải và điều khiển khác nhau. Ví dụ như mạng PSTN/ISDN cung cấp chủ yếu các dịch vụ thoại, mạng PLMN cung cấp các dịch vụ di động, mạng dữ liệu IP cung cấp các dịch vụ số liệu, mạng CATV cung cấp các dịch vụ truyền hình cáp băng rộng. Nhưng với mạng NGN, tất cả các dịch vụ đều được cung cấp dựa trên một hạ tầng mạng xương sống (backbone) duy nhất thông qua các hệ thống truy nhập (Hình 1.1). Như vậy, khái niệm mạng thế hệ sau (NGN) bắt nguồn từ sự phát triển của công nghệ thông tin, công nghệ chuyển mạch gói và công nghệ truyền dẫn băng rộng. Tuy nhiên, để đưa ra khái niệm NGN là điều không đơn giản, nó có rất nhiều định nghĩa còn chưa thống nhất và được phát biểu khác nhau bởi các đối tượng liên quan, các tổ chức trong ngành viễn thông. D­íi ®©y tr×nh bµy ®Þnh nghÜa cña ViÖn tiªu chuÈn viÔn th«ng Ch©u ¢u (ETSI) thÓ hiÖn ®­îc t­¬ng ®èi ®Çy ®ñ ®Æc tr­ng cña m¹ng NGN: “ NGN lµ mét kh¸i niÖm ®Ó ®Þnh nghÜa vµ chØ sù triÓn khai c¸c m¹ng ®­îc ph©n chia thµnh c¸c líp vµ mÆt ph¼ng kh¸c nhau, sö dông c¸c giao diÖn më nh»m mang l¹i cho nhµ cung cÊp dÞch vô vµ ®iÒu hµnh m¹ng mét nÒn t¶ng ®Ó cã thÓ tõng b­íc kiÕn t¹o, triÓn khai vµ qu¶n lý c¸c dÞch vô míi”. H×nh 1.1 Xu hướng phát triển của kiến trúc mạng 1.2.2 Môc tiªu cña m¹ng thÕ hÕ sau NGN Theo khuyÕn nghÞ ITU-T Y.2011 (Th¸ng 10/2004) th× c¸c môc tiªu ®­îc ®Ò ra cho m¹ng NGN lµ: Thóc ®Èy sù c¹nh tranh lµnh m¹nh KhuyÕn khÝch ®Çu t­ c¸ nh©n X¸c ®Þnh mét khu«n khæ cho kiÕn tróc vµ c¸c kh¶ n¨ng ®Ó cã thÓ héi tô c¸c yªu cÇu ®iÒu chØnh kh¸c nhau Cung cÊp sù truy cËp më tíi c¸c m¹ng Trong ®ã: §¶m b¶o sù cung cÊp phæ biÕn vµ truy cËp tíi c¸c dÞch vô Thóc ®Èy sù b×nh ®¼ng c¬ héi cho mäi ng­êi Thóc ®Èy sù ®a d¹ng néi dung bao gåm sù ®a d¹ng v¨n hãa vµ ng«n ng÷ C«ng nhËn sù cÇn thiÕt cña viÖc hîp t¸c toµn cÇu víi sù quan t©m ®Æc biÖt tíi c¸c n­íc kÐm ph¸t triÓn §Æc ®iÓm c¬ b¶n cña m¹ng NGN ThuËt ng÷ NGN ®­îc sö dông chung ®Ó ®­a ra mét c¸i tªn chung tíi nh÷ng sù thay ®æi c¸c c¬ së h¹ tÇng cung cÊp dÞch vô mµ ®· khëi ®éng trong ngµnh c«ng nghiÖp viÔn th«ng. NGN cã thÓ ®­îc x¸c ®Þnh thªm bëi c¸c ®Æc ®iÓm c¬ b¶n sau ®©y: TruyÒn dÉn trªn c¬ së gãi Cã sù ph©n t¸ch c¸c chøc n¨ng ®iÒu khiÓn gi÷a c¸c kh¶ n¨ng mang th«ng b¸o, gäi/phiªn, vµ øng dông/dÞch vô Ph©n t¸ch sù cung cÊp dÞch vô tõ truyÒn dÉn, vµ cung cÊp c¸c giao diÖn më Hç trî mét d¶i réng c¸c dÞch vô, c¸c øng dông vµ c¸c cÊu tróc dùa trªn c¸c khèi dùng s½n (bao gåm thêi gian thùc/kh«ng thêi gian thùc vµ c¸c dÞch vô ®a ph­¬ng tiÖn) C¸c kh¶ n¨ng b¨ng réng víi chÊt l­îng dÞch vô ®Çu cuèi - ®Çu cuèi (end-to-end) T¸c ®éng víi c¸c m¹ng hiÖn t¹i th«ng qua c¸c giao diÖn më Sù di déng më réng Kh«ng h¹n chÕ sù truy cËp cña ng­êi dïng tíi c¸c nhµ cung cÊp dÞch vô kh¸c nhau Sù ®a d¹ng c¸c kÕ ho¹ch nhËn d¹ng Thèng nhÊt c¸c ®Æc ®iÓm dÞch vô cho cïng dÞch vô nh­ sù nhËn biÕt bëi ng­êi sö dông Héi tô c¸c dÞch vô gi÷a cè ®Þnh/di ®éng Sù ®éc lËp dÞch vô - c¸c chøc n¨ng liªn quan tõ c¸c c«ng nghÖ truyÒn dÉn bªn d­íi Hç trî nhiÒu c«ng nghÖ s¾p l¹c hËu DÔ dµng víi c¸c yªu cÇu ®iÒu chØnh, vÝ dô liªn quan ®Õn c¸c liªn l¹c khÈn cÊp, an ninh, c¸ nh©n, ng¨n chÆn ®óng luËt, vv… 1.3 M« h×nh chøc n¨ng H×nh 1.2 thÓ hiÖn m« h×nh chøc n¨ng chung cña m¹ng NGN. H×nh nµy cho thÊy c¸c mèi quan hÖ gi÷a c¸c tµi nguyªn dÞch vô vµ c¸c chøc n¨ng líp dÞch vô NGN vµ gi÷a c¸c tµi nguyªn truyÒn dÉn vµ c¸c chøc n¨ng líp truyÒn t¶i NGN. Chó ý r»ng h×nh nµy cßn thÓ hiÖn c¸c líp ®iÒu khiÓn vµ qu¶n lý riªng biÖt nh­ng kh«ng thÓ hiÖn kh¶ n¨ng ®iÒu khiÓn chung hay c¸c chøc n¨ng ®iÒu khiÓn víi líp dÞch vô vµ truyÒn t¶i. C¸c tµi nguyªn cung cÊp c¸c thµnh phÇn vËt lý vµ phi vËt lý (vÝ dô logic, c¸c thµnh phÇn nh­ c¸c liªn kÕt truyÒn dÉn, xö lý vµ l­u tr÷, vv..) c¸c thµnh phÇn ®­îc sö dông ®Ó cung cÊp c¸c dÞch vô vµ c¸c m¹ng. Nh­ trong c¬ së th«ng tin toµn cÇu (GII), c¸c tµi nguyªn sÏ ®­îc gi¶i quyÕt víi sù riªng rÏ c¸c chøc n¨ng vµ c¸c dÞch vô. C¸c tµi nguyªn cã thÓ bao gåm c¸c tµi nguyªn truyÒn dÉn ®­îc x¸c ®Þnh cho tr­êng hîp qu¶n lý b¶ng thèng kª (vÝ dô, c¸c chuyÓn m¹ch, c¸c router, c¸c kÕt nèi truyÒn dÉn, vv…), vµ c¸c tµi nguyªn l­u tr÷, xö lý nh­ c¸c nÒn t¶ng xö lý, trªn ®ã c¸c øng dông vµ c¸c dÞch vô cã thÓ ch¹y (nÒn t¶ng dÞch vô), hoÆc c¸c c¬ së d÷ liÖu cho l­u tr÷ néi dung øng dông. H×nh 1.2 M« h×nh chøc n¨ng chung 1.3.1 C¸c chøc n¨ng PhÇn nµy tËp trung vµo c¸c chøc n¨ng ë líp chøc n¨ng. C¸c chøc n¨ng qu¶n lý thÓ hiÖn ë trong H×nh 1.2 t¸c ®éng víi c¸c tµi nguyªn, vµ c¸c chøc n¨ng qu¶n lý ®­îc sö dông ®Ó t¹o c¸c dÞch vô. C¸ch tiÕp cËn nµy phï hîp víi ph¹m vi cña néi dung qu¶n lý TMN trong khuyÕn nghÞ M.3010, n¬i mµ c¸c dÞch vô qu¶n lý ®­îc ®Þnh nghÜa bëi nh÷ng sù m« t¶ c¸c vai trß, c¸c tµi nguyªn liªn quan vµ c¸c chøc n¨ng TMN. C¸c lý do t­¬ng tù ¸p dông cho c¸c chøc n¨ng ®iÒu khiÓn vµ c¸c chøc n¨ng truyÒn t¶i liªn quan tíi nh÷ng sù t­¬ng t¸c tíi c¸c dÞch vô vµ c¸c tµi nguyªn. 1 Chøc n¨ng ®iÒu khiÓn Sù hç trî c¸c dÞch vô ®a ph­¬ng tiÖn vµ c¸c lo¹i dÞch vô kh¸c trong khi cho phÐp tÝnh di ®éng më réng sÏ yªu cÇu thiÕt kÕ c¸c chøc n¨ng ®iÒu khiÓn khi c¸c dÞch vô phô thuéc chÆt chÏ vµo sù cÊp ph¸t tµi nguyªn m¹ng qua c¸c chøc n¨ng ®iÒu khiÓn (hay qu¶n lý). ViÖc nghiªn cøu ®Çy ®ñ c¸c yªu cÇu dÞch vô bëi mét ng­êi dïng (end-user) lµ mét néi dung then chèt khi thiÕt kÕ c¸c kiÕn tróc NGN. Nã xem nh­ sù liªn quan víi nghiªn cøu kiÕn tróc chøc n¨ng NGN ®Ó tËp trung vµo nh÷ng g× th­êng ®­îc g¸n nh·n quy tr×nh “yªu cÇu”, vÝ dô quy tr×nh liªn quan tíi nh÷ng g× ®­îc gäi truyÒn thèng lµ “®iÒu khiÓn”. C¸c chøc n¨ng ®iÒu khiÓn bao gåm trong quy tr×nh “yªu cÇu” cã thÓ ®­îc ph©n lo¹i thµnh hai tËp chøc n¨ng chung, c¸c chøc n¨ng liªn quan ®Õn ®iÒu khiÓn dÞch vô (vÝ dô, c¸c chøc n¨ng nh­ x¸c thùc ng­êi dïng, nhËn d¹ng ng­êi dïng, ®iÒu khiÓn viÖc vµo dÞch vô, c¸c chøc n¨ng phôc vô øng dông) vµ c¸c chøc n¨ng liªn quan ®Õn ®iÒu khiÓn c¸c m¹ng truyÒn t¶i (vÝ dô, c¸c chøc n¨ng nh­ ®iÒu khiÓn viÖc vµo m¹ng, ®iÒu khiÓn tµi nguyªn/chÝnh s¸ch m¹ng, cung cÊp kÕt nèi ®éng). 2 Chøc n¨ng qu¶n lý C¸c chøc n¨ng qu¶n lý ®­îc ph©n lo¹i tu©n theo c¸c khu vùc chøc n¨ng qu¶n lý (MFA) hay lo¹i qu¶n lý FCAPS d­íi ®©y: Qu¶n lý lçi Qu¶n lý cÊu h×nh Qu¶n lý tµi kho¶n Qu¶n lý hiÖu n¨ng Qu¶n lý an ninh Trong khi qu¶n lý cña líp truyÒn dÉn ®­îc x¸c ®Þnh râ rµng, th× viÖc qu¶n lý cña líp dÞch vô cßn ph¶i nghiªn cøu thªm. Tuy nhiªn, nã ®­îc mong ®îi r»ng sù qu¶n lý cña hai líp NGN sÏ t­¬ng tù c¸ch ho¹t ®éng cña c¸c môc tiªu qu¶n lý (vÝ dô, cÊu h×nh cña c¸c tµi nguyªn dÞch vô ng­îc l¹i víi cÊu h×nh cña c¸c tµi nguyªn truyÒn dÉn). Tr¹ng th¸i cña c¸c môc tiªu qu¶n lý (vÝ dô c¸c thuéc tÝnh vµ c¸c khai b¸o cña chóng) sÏ nhÊt ®Þnh kh¸c nhau (ch¼ng h¹n, mét danh s¸ch c¸c môc tiªu dÞch vô NGN kh¸c víi mét danh s¸ch c¸c môc tiªu kÕt nèi truyÒn dÉn trong sù hç trî cña c¸c dÞch vô NGN). 3 Chøc n¨ng chuyÓn giao C¸c chøc n¨ng chuyÓn giao sÏ ®­îc gi÷ riªng biÖt tõ c¸c chøc n¨ng qu¶n lý vµ ®iÒu khiÓn t­¬ng øng. KhuyÕn nghÞ G.805 vµ G.809 m« t¶ m¹ng nh­ mét m¹ng truyÒn dÉn cho kh¶ n¨ng chuyÓn giao th«ng tin. V× vËy, nh÷ng khuyÕn nghÞ M.3060 cã liªn quan víi ®Þnh nghÜa cña c¸c chøc n¨ng liªn quan ®Õn chuyÓn giao th«ng tin ng­êi dïng, còng nh­ chuyÓn giao th«ng tin m¹ng (nh­ th«ng tin qu¶n lý hay th«ng tin ®iÒu khiÓn). Nh÷ng khuyÕn nghÞ nµy cung cÊp c¸c chøc n¨ng m¹ng truyÒn dÉn nh­ c¸c chøc n¨ng t­¬ng thÝch vµ c¸c chøc n¨ng kÕt cuèi ®­êng. 1.3.2 Tµi nguyªn m¹ng SÏ lµ h÷u Ých ®Ó thÓ hiÖn c¸c tµi nguyªn cña m« h×nh NGN tæng thÓ gièng nh­ sù riªng biÖt hiÖn nay tõ c¸c chøc n¨ng vµ c¸c dÞch vô. C¸c tµi nguyªn bao gåm c¸c thµnh phÇn vËt lý vµ kh«ng vËt lý (nh­ logic) th­êng ®Ó x©y dùng c¸c m¹ng, c¸c kÕt nèi vµ c¸c dÞch vô. 1.4 KiÕn tróc ngn Môc tiªu cña NGN lµ cung cÊp nh÷ng kh¶ n¨ng ®Ó t¹o ra, triÓn khai vµ qu¶n lý tÊt c¶ c¸c lo¹i dÞch vô cã thÓ. §Ó ®¹t ®­îc môc tiªu nµy, th× cÇn thiÕt ®Ó t¸ch c¬ së h¹ tÇng t¹o míi/triÓn khai dÞch vô tõ sù ®éc lËp c¬ së h¹ tÇng truyÒn dÉn. ViÖc t¸ch ®­îc ®­a ra trong kiÕn tróc NGN ch¼ng h¹n nh­ sù ph©n t¸ch cña líp truyÒn dÉn vµ dÞch vô vµ ®­îc thÓ hiÖn nh­ hai líp ®éc lËp. Xét về mặt chức năng, mô hình cấu trúc mạng NGN bao gồm 5 lớp: Lớp truy nhập (Access): Bao gồm các hệ thống truy nhập cung cấp các cổng kết nối với thiết bị đầu cuối thuê bao thông qua hệ thống hữu tuyến (cáp đồng, cáp quang...) và các hệ thống vô tuyến như thông tin di động, vi ba, vệ tinh, vô tuyến cố định... Lớp truyền tải/lõi (Transport/Core): Bao gồm các chuyển mạch lõi (core) và chuyển mạch biên (edge) dựa trên công nghệ ATM/IP, các tuyến truyền dẫn SDH/WDM kết nối các chuyển mạch lõi với nhau và với chuyển mạch biên. Lớp điều khiển (Control): Bao gồm các hệ thống điều khiển thực hiện kết nối cuộc gọi, đáp ứng dịch vụ cho thuê bao thông qua việc điều khiển các thiết bị chuyển mạch ATM/IP của lớp truyền tải và lớp truy nhập. Lớp ứng dụng/dịch vụ (Application/Service): Có chức năng cung cấp các ứng dụng và các dịch vụ thoại, phi thoại, các dịch vụ băng rộng, dịch vụ thông minh, các dịch vụ giá trị gia tăng... cho khách hàng thông qua các lớp dưới. Lớp này liên kết với lớp điều khiển thông qua các giao diện mở API. Lớp quản lý (Management): Thực hiện chức năng quản lý hoạt động của các lớp còn lại. Do đó, lớp này có vai trò vị trí đặc biệt, liên quan và xuyên suốt các lớp còn lại. Như vậy trong cấu trúc mạng NGN các chức năng truyền dẫn và chuyển mạch được gộp chung trong lớp truyền tải/lõi, mô hình của một số hãng gộp chung lớp truyền tải và lớp truy nhập. Điều này có nghĩa là các thiết bị chuyển mạch và truyền dẫn chỉ được xem là các phương tiện thực hiện chuyển tải lưu lượng. Trong mô hình cấu trúc NGN, các lớp điều khiển và quản lý được đặc biệt chú ý. Lớp điều khiển hiện nay rất phức tạp do khả năng tương thích giữa các thiết bị của các hãng khác nhau, các giao thức, giao diện và báo hiệu điều khiển kết nối rất đa dạng và còn tiếp tục phát triển. Lớp quản lý có chức năng xuyên suốt các lớp còn lại. H×nh 1.3 thÓ hiÖn m« h×nh cÊu tróc m¹ng thÕ hÖ sau. Líp qu¶n lý Líp chuyÓn t¶i (Transport / Core) Líp truy nhËp (Access) Líp øng dông/dÞch vô (application/service) Líp ®iÒu khiÓn (Control) H×nh 1.3 CÊu tróc m¹ng thÕ hÖ sau PhÇn d­íi ®©y lµ quan ®iÓm kiÕn tróc NGN cña ITU. Theo ®ã m« h×nh m¹ng chØ bao gåm ba líp lµ líp dÞch vô, líp truyÒn t¶i vµ líp qu¶n lý. H×nh 1.4 lµ môc tiªu cña kiÕn tróc qu¶n lý trong néi dung cña NGN. H×nh 1.4 Tæng quan kiÕn tróc NGN Líp dÞch vô: Líp dÞch vô cung cÊp nh÷ng chøc n¨ng ®iÒu khiÓn vµ qu¶n lý c¸c dÞch vô m¹ng ®Ó thiÕt lËp c¸c øng dông vµ dÞch vô ng­êi dïng. Nh÷ng dÞch vô cã thÓ liªn quan tíi tho¹i, d÷ liÖu hay c¸c øng dông video. Chóng ®­îc s¾p xÕp riªng rÏ hoÆc trong mét sè sù kÕt hîp trong tr­êng hîp øng dông ®a ph­¬ng tiÖn. Líp nµy liªn kÕt víi líp ®iÒu khiÓn th«ng qua c¸c giao diÖn më API. Líp truyÒn t¶i: Líp truyÒn dÉn ®­îc ®Ó cËp víi viÖc truyÒn th«ng tin gi÷a c¸c thùc thÓ ngang hµng. Víi nh÷ng môc ®Ých nh­ sù truyÒn dÉn kÕt hîp ®éng vµ tÜnh cã thÓ ®­îc thiÕt lËp ®Ó ®iÒu khiÓn viÖc truyÒn th«ng tin gi÷a c¸c thùc thÓ. Sù kÕt hîp cã thÓ lµ kho¶ng thêi gian rÊt ng¾n, ng¾n h¹n (tÝnh bµng phót) hoÆc dµi h¹n (tÝnh b»ng giê, ngµy, hoÆc dµi h¬n). Líp qu¶n lý Líp qu¶n lý thùc hiÖn qu¶n lý ho¹t ®éng cña c¸c líp cßn l¹i. Nã cã vai trß vµ vÞ trÝ ®Æc biÖt, liªn quan vµ xuyªn suèt c¸c líp kh¸c. KiÕn tróc vµ nh÷ng yªu cÇu cña líp nµy ®­îc tr×nh bµy chi tiÕt trong ch­¬ng 2. 1.5. C¸c thµnh phÇn c¬ b¶n cña NGN Trong m¹ng NGN cã c¸c thµnh phÇn c¬ b¶n lµ: Softswitch Media Gateway - MG Signalling Gateway Application Server Media Server Softswitch Trong NGN, Softswitch lµ bé n·o cña m¹ng, nã cã c¸c chøc n¨ng sau: Trung t©m b¸o hiÖu vµ ®iÒu khiÓn cuéc gäi trong toµn m¹ng, qu¶n lý vµ ®iÒu khiÓn c¸c lo¹i Gateway truy nhËp m¹ng, ho¹t ®éng theo tÊt c¶ c¸c lo¹i giao thøc b¸o hiÖu tõ H323, SIP ®Õn MGCP/MEGACO. Giao tiÕp víi b¸o hiÖu cña m¹ng PSTN (chñ yÕu lµ kÕt nèi víi m¹ng b¸o hiÖu SS7) vµ liªn kÕt víi hÖ thèng Softswitch kh¸c. T¹o ra c¸c m«i tr­êng lËp tr×nh më ®Ó cho phÐp c¸c h·ng thø ba dÔ dµng tÝch hîp vµ ph¸t triÓn øng dông (trªn nÒn IP) vµ kÕt nèi víi c¸c m«i tr­êng cung cÊp dÞch vô ®· cã s½n (vÝ dô IN). Media Gateway - MG Media Gateway ®ãng vai trß nh­ mét giao diÖn vËt lý gi÷a m¹ng chuyÓn m¹ch kªnh PSTN vµ m¹ng chuyÓn m¹ch gãi IP. Nã cã nhiÖm vô b¸o hiÖu vµ nhËn tÝn hiÖu ®Õn vµ tõ m¹ng PSTN. Nã sÏ nhËn sè ®iÖn tho¹i, chuyÓn ®æi c¸c sè ®iÖn tho¹i vµ ®Þa chØ IP vµ cuèi cïng lµ qu¶n lý qu¸ tr×nh xö lý cuéc gäi. Xö lý cuéc gäi bao gåm viÖc nhËn tÝn hiÖu tho¹i, nÐn, gãi ho¸, triÖt tiÕng väng, nÐn kho¶ng lÆng... Signalling gateway Signaling Gateway – Cæng b¸o hiÖu SS7 - ho¹t ®éng nh­ mét cÇu nèi m¹ng PSTN vµ IP, thùc hiÖn phiªn dÞch th«ng tin b¸o hiÖu gi÷a hai m¹ng nµy. Application server Application server lµ phÇn mÒm ch¹y trªn líp trung gian gi÷a Web browser trªn c¬ së c¸c client, c¸c c¬ së d÷ liÖu vµ c¸c øng dông kinh doanh. C¸c Application server ®iÒu khiÓn tÊt c¶ c¸c logic vµ kÕt nèi øng dông mµ bao gåm c¸c øng dông client – server kiÓu cò. Media Server Media Server thùc hiÖn c¸c chøc ngo¹i vi nh»m t¨ng c­êng thªm kh¶ n¨ng cña Softswitch. NÕu cÇn, nã cßn cã thÓ hç trî kh¶ n¨ng xö lý tÝn hiÖu sè DSP - Digital Signal Processing. NÕu hÖ thèng cung cÊp dÞch vô IVR - c¸c dÞch vô tr¶ tr­íc - th× nã còng ®­îc thùc thi trªn Media server. 1.6 C¸c c«ng nghÖ ®­îc ¸p dông cho ngn 1.6.1 C¸c c«ng nghÖ ¸p dông cho líp m¹ng chuyÓn t¶i Líp m¹ng chuyÓn t¶i trong cÊu tróc m¹ng míi bao gåm c¶ truyÒn dÉn vµ chuyÓn m¹ch. Theo tµi liÖu tõ c¸c h·ng cung cÊp thiÕt bÞ vµ th«ng tin vÒ t×nh h×nh ph¸t triÓn m¹ng viÔn th«ng ë mét sè quèc gia th× c«ng nghÖ ¸p dông cho líp chuyÓn t¶i trong m¹ng NGN lµ: C«ng nghÖ truyÒn dÉn quang SDH, WDM ChuyÓn m¹ch ATM/IP 1.6.2 C«ng nghÖ ¸p dông cho líp m¹ng truy nhËp H÷u tuyÕn: C¸p ®ång, xDSL, c¸p quang V« tuyÕn: + Th«ng tin di ®éng: C«ng nghÖ GSM hoÆc CDMA, truy nhËp v« tuyÕn cè ®Þnh, vÖ tinh + M¹ng th«ng tin vÖ tinh thÕ hÖ sau: cã kh¶ n¨ng hç trî vµ triÓn khai c¸c dÞch vô ATM/IP. 1.7 DÞch vô cña ngn 1.7.1 Các dịch vụ NGN Trong môi trường NGN, đồng thời với việc duy trì các dịch vụ hiện có, các nhà cung cấp dịch vụ phải đáp ứng nhu cầu của khách hàng đối với các dịch vụ đa phương tiện, băng rộng và nhiều thông tin. Người sử dụng đầu cuối sẽ tương tác với mạng thông qua CPE, có thể lựa chọn từ một dải rộng QoS và băng thông. Mục tiêu chính của dịch vụ NGN là cho phép người sử dụng lấy thông tin mong muốn từ mọi phương tiện, với mọi khuôn dạng, trong mọi điều kiện, thời gian, địa điểm và với mọi dung lượng khác nhau. Hình 1.6 thể hiện các loại dịch vụ quan trọng của mạng NGN (xét về mức độ phổ biến và lợi ích của chúng), bao gồm một dải rộng dịch vụ từ các dịch vụ thoại cơ bản, dịch vụ dữ liệu, mạng riêng ảo, nhắn tin hợp nhất, đến các dịch vụ trong tương lai như dịch vụ thực tế ảo phân tán (Distributed Virtual Reality), quản lý tại gia... Đặc điểm của các dịch vụ mạng NGN Trên cơ sở những xu hướng và mục tiêu đối với các dịch vụ mạng NGN, từ một dải rộng các dịch vụ đã đề cập ở phần trên, dịch vụ thế hệ sau có những đặc điểm quan trọng như sau: Truyền thông đa phương tiện, thời gian thực và rộng khắp (ubiquitous). Để thực hiện điều này với độ tin cậy cao (tương tự như truyền thông cá nhân) thì đòi hỏi truyền tải và truy nhập tốc độ cao cho mọi phương tiện, thời gian, địa điểm và dung lượng. “Khả năng thông minh cá nhân” được phân bổ trên toàn mạng. Đó là các ứng dụng có thể truy nhập vào các hiện trạng (profile) cá nhân của người sử dụng, từ đó xem xét các mẫu hành vi của người sử dụng và thực hiện một số chức năng cụ thể thay mặt họ. Ví dụ như các tác nhân thông minh có thể báo cho người sử dụng khi có sự kiện liên quan, tìm, lọc và phân loại nội dung. “Sự thông minh mạng” được phân tán trong toàn mạng. Đó là các ứng dụng biết, có thể truy nhập và điều khiển các dịch vụ, nội dung và tài nguyên mạng. Chúng có thể thực hiện một số chức năng thay mặt cho nhà cung cấp dịch vụ hay nhà cung cấp mạng. Ví dụ như các tác nhân quản lý có thể giám sát tài nguyên mạng, thu thập dữ liệu về sự sử dụng, gỡ rối hay làm trung gian cho các dịch vụ/nội dung mới của nhà cung cấp dịch vụ khác. Đơn giản hơn cho người sử dụng. Các dịch vụ NGN luôn cố gắng ẩn sự phức tạp trong việc thu lượm, xử lý, tùy biến và truyền tải thông tin đối với người sử dụng. Cho phép họ dễ dàng truy nhập và sử dụng các dịch vụ/nội dung mạng qua các giao diện thân thiện tương tác giữa người sử dụng và mạng. Điều này liên quan đến việc cung cấp các lựa chọn/giúp đỡ/ thông tin nhạy cảm với ngữ cảnh, quản lý tương tác giữa nhiều dịch vụ một cách trong suốt, cung cấp menu khác nhau cho người sử dụng mới cũng như người có kinh nghiệm, cung cấp một môi trường thống nhất cho mọi loại truyền thông. Khả năng quản lý và tùy chỉnh dịch vụ được cá nhân hóa. Điều này liên quan đến khả năng người sử dụng tự quản lý các profile cá nhân của mình, tự cung cấp các dịch vụ mạng, giám sát sự sử dụng và thông tin cước, tùy chỉnh các giao diện người dùng, cách trình bày và hành vi của các ứng dụng, tạo và cung cấp các ứng dụng mới. Quản lý thông tin thông minh. Với đặc điểm này, người sử dụng có thể quản lý sự quá tải thông tin nhờ khả năng tìm, phân loại và lọc nội dung, quản lý tin nhắn hay dữ liệu của mọi phương tiện và quản lý thông tin cá nhân như lịch, danh sách liên lạc... Với những đặc điểm trên, có thể thấy rằng các dịch vụ NGN rất đa dạng và nhiều tính năng, đáp ứng được nhu cầu ngày càng tăng của khách hàng, đặc biệt trong xu thế nền kinh tế đang dần chuyển sang mô hình kinh doanh điện tử. Tuy nhiên, để đạt được những đặc điểm như vậy, các dịch vụ NGN cũng đặt ra cho các nhà điều hành mạng, các nhà cung cấp dịch vụ nhiều khó khăn và thách thức trong việc kiến tạo và quản lý dịch vụ: Các dịch vụ NGN với nhiều tính năng phức tạp, liên quan đến nhiều thiết bị, công nghệ truy nhập, truyền tải và ứng dụng thuộc các nhà cung cấp khác nhau. Do đó, có một dải rộng yêu cầu về băng thông, QoS,… các tham số liên quan đến dịch vụ phức tạp và khó quản lý. Trong khi đó, yêu cầu đặt ra là cung cấp các dịch vụ nhanh hơn, chu kỳ sống ngắn hơn và đảm bảo QoS từ đầu cuối đến đầu cuối. Những đặc điểm của dịch vụ NGN cũng cho thấy rằng, tính cước dịch vụ đang chuyển từ hình thức dựa trên lưu lượng mạng sang hình thức dựa trên ứng dụng, phiên giao dịch hay nội dung, chuyển từ tính cước “theo lô và sau sử dụng” (batch & post-usage) sang “thời gian thực và trả trước”. Với những đặc điểm như “sự thông minh cá nhân”, “sự thông minh mạng”,… quản lý dịch vụ thế hệ sau có xu hướng hội tụ dần dần giữa các nhà cung cấp dịch vụ, giữa nhà cung cấp dịch vụ và khách hàng sử dụng cuối. Người sử dụng được trao quyền và có khả năng nhiều hơn trong quản lý, tùy chỉnh và cung cấp dịch vụ NGN. Đa số các dịch vụ NGN là các dịch vụ giá trị gia tăng, các ứng dụng do các nhà cung cấp dịch vụ xây dựng, do đó quản lý dịch vụ gắn liền với kiến tạo dịch vụ. Các ứng dụng quản lý mạng và dịch vụ trong NGN được xem như các dịch vụ, chúng có thể được cung cấp bởi các nhà cung cấp dịch vụ quản lý và thuộc loại dịch vụ nằm giữa dịch vụ thuê khoán và dịch vụ dịch vụ phía khách hàng. Vì vậy, khi xây dựng các hệ thống quản lý mạng và dịch vụ trong NGN, các nhà điều hành mạng, nhà cung cấp dịch vụ phải tính đến tất cả những đặc điểm của dịch vụ NGN cũng như những yêu cầu liên quan. Giao diÖn kÕt nèi cña NGN C¸c giao diÖn kÕt nèi cña NGN lµ phÇn rÊt quan träng, nã võa ph¶i ®¸p øng ®­îc c¸c dÞch vô míi trong t­¬ng lai, võa ph¶i ®¶m b¶o cung cÊp c¸c dÞch vô ®ang tån t¹i, ®ång thêi kh«ng lµm ¶nh h­ëng ®Õn ng­êi sö dông. §Ó ®¸p øng ®­îc c¸c yªu cÇu trªn, NGN ph¶i chøa giao diÖn c¸c m¹ng ®ang tån t¹i ®ã lµ: M¹ng truy nhËp M¹ng ®­êng trôc M¹ng cung cÊp dÞch vô Ngoµi ra ®Ó ®¶m b¶o triÓn khai c¸c dÞch vô míi kh«ng phô thuéc vµo nhµ cung cÊp, m¹ng truy nhËp,... c¸c giao thøc quan träng sau sÏ ®­îc sö dông trong c¸c giao diÖn kÕt nèi cña m¹ng NGN: INAP, Megaco/H.248, SIP, H.323, ISUP, BICC. Mét néi dung quan träng trong NGN là kh¶ n¨ng t¸c ®éng lÉn nhau gi÷a c¸c NGN vµ gi÷a NGN vµ c¸c m¹ng kh¸c nh­ PSTN. H×nh 1.5 minh ho¹ sù t¸c ®éng cña NGN víi c¸c NGN kh¸c vµ c¸c m¹ng hiÖn t¹i. NGN sÏ t­¬ng t¸c víi c¸c m¹ng kh¸c ®Ó ®¶m b¶o: C¸c kh¶ n¨ng truyÒn th«ng end-to-end cho nh÷ng ng­êi dïng cña c¸c m¹ng nh­ PSTN ®­îc duy tr× C¸c kh¶ n¨ng ph©n phèi néi dung cho nh÷ng ng­êi dïng Internet, c¸c m¹ng TV… KÕ thõa c¸c dÞch vô phong phó tõ c¸c m¹ng hiÖn t¹i H×nh 1.5 Sù ¶nh h­ëng cña NGN víi c¸c NGN kh¸c vµ víi c¸c m¹ng hiÖn t¹i PhÇn d­íi ®©y sÏ nghiªn cøu c¸c nguyªn t¾c cho chøc n¨ng ¶nh h­ënglÉn nhau IWF gi÷a c¸c NGN Nh­ ®· biÕt, NGN bao gåm hai líp lµ líp dÞch vô vµ líp truyÒn dÉn, mçi líp gåm cã mÆt ng­êi dïng, mÆt qu¶n lý vµ mÆt ®iÒu khiÓn.Sù t¸c ®éng gi÷a c¸c NGN hoÆc gi÷a mét NGN vµ c¸c m¹ng kh¸c cã thÓ lµ sù t¸c ®éng dÞch vô hoÆc t¸c ®éng m¹ng. H×nh 1.6 thÓ hiÖn sù t¸c ®éng qua l¹i gi÷a hai m¹ng NGN. VÞ trÝ vËt lý chÝnh x¸c cña khèi ¶nh h­ëng lÉn nhau IWU bao gåm IWF (chøc n¨ng ¶nh h­ëng lÉn nhau) lµ mét vÊn ®Ò thùc hiÖn. C¸c IWF lµ duy nhÊt cho mçi tr­êng hîp ¶nh h­ëng lÉn nhau. H×nh 1.6 còng minh ho¹ sù ¶nh h­ëng lÉn nhau cña gi÷a c¸c líp cña hai NGN. §Ó cung cÊp bÊt kú tr­êng