Đồ án Nghiên cứu giao thức khởi tạo phiên SIP trong mạng NGN

n đề thực tiễn có thể khiến việc triển khai MPLS trên mạng Internet bị chậm lại. e) Công nghệ chuyển mạch quang Các kết quả nghiên cứu ở mức thử nghiệm đang hướng tới việc chế tạo các chuyển mạch quang. Trong tương lai sẽ có các chuyển mạch quang phân loại theo nguyên lý như sau: chuyển mạch quang phân chia theo không gian, chuyển mạch quang phân chia theo thời gian, chuyển mạch quang phân chia theo độ dài bước sóng. Khi chuyển mạch quang được đưa vào sử dụng, tốc độ chuyển mạch sẽ tăng lên rất nhiều so với các thiết bị chuyển mạch sử dụng mạch điện tử, do đó sẽ đáp ứng tốt hơn các dịch vụ trong tương lai. 1.1.1.3 Công nghệ mạng truy nhập Trong vài thập kỷ qua, quan điểm truyền thống đối với đường dây thuê bao đã thay đổi do nhu cầu truy nhập các dịch vụ tiên tiến - yêu cầu chất lượng dịch vụ cao, thời gian đáp ứng sửa chữa cung cấp dịch vụ, giảm chi phí vận hành. Các phương pháp truy nhập đa kênh bao gồm : TDMA, FDMA, CDMA. Các kỹ thuật truy nhập này có thể kết hợp sử dụng với các kỹ thuật khác. Các dịch vụ tiên tiến có nhu cầu truy nhập thông qua mạng nội hạt bao gồm: các dịch vụ băng rộng, mạng nội bộ, ISDN tốc độ cơ bản, hội nghị truyền hình, kết nối LAN/LAN tại tốc độ 2Mbit/s và tại tốc độ cao hơn,... a) Mạng truy nhập quang Mạng đa truy nhập sử dụng kỹ thuật ghép bước sóng là mạng sử dụng bước sóng một cách hiệu quả bằng cách truyền đồng thời nhiều tín hiệu quang ở các bước sóng khác nhau trên cùng một sợi quang. Một trong các ứng dụng đầu tiên của ghép kênh theo bước sóng WDM là việc sử dụng các bộ ghép bước sóng trong mạng quang thụ động. Cấu trúc mạng quang thụ động cũng có thể được sử dụng để truyền các dịch vụ băng rộng như truyền hình cáp CATV, truyền hình có độ nét cao ( HDTV ) và ISDN băng rộng cũng như các dịch vụ thoại nhờ kỹ thuật ghép bước sóng. Mạng quang này được gọi là mạng quang thụ động băng rộng. Mỗi một bước sóng quang có thể được sử dụng cho các dịch vụ khác nhau hoặc cũng có thể dành riêng cho một thuê bao. Mạng đa truy nhập sử dụng kỹ thuật ghép bước sóng ( WDMA ) được chia làm hai loại chính là: mạng WDMA đơn bước ( hay còn gọi là các mạng WDMA quang hoá hoàn toàn ) và mạng WDMA đa bước. Các mạng đa truy nhập phân chia sóng mang phụ. Mạng sử dụng kỹ thuật này được chia làm hai loại là mạng đơn kênh và mạng đa kênh. b) Mạng truy nhập vô tuyến Kỹ thuật vô tuyến phát triển dựa trên kỹ thuật số tạo khả năng phát triển các dịch vụ phi thoại, đưa lại chất lượng tốt, dung lượng lớn, độ tin cậy và tính bảo mật cao. Những loại hình thông tin vô tuyến phát triển mạnh nhất hiện nay là thông tin vô tuyến cố định ( WLL - Wireless Local Loop ) và thông tin vô tuyến di động. Các kỹ thuật truy nhập khác nhau là: TDMA và CDMA. Xu hướng phát triển chính của kỹ thuật truy nhập vô tuyến trong tương lai là ngày càng nâng cao chất lượng truyền dẫn, dung lượng, độ tin cậy và có thể truyền được thoại và các dịch vụ số băng rộng. ứng dụng của kỹ thuật truy nhập vô tuyến WLL: truy nhập vô tuyến WLL rất linh hoạt và có thể được sử dụng với các mục đích khác nhau: Triển khai nhanh chóng tại những nơi có địa hình hiểm trở, phức tạp; không có khả năng lắp đặt tuyến cáp từ tổng đài tới thuê bao. Sử dụng tại những khu vực có dân cư thưa thớt, khoảng cách giữa thuê bao và tổng đài lớn, địa hình phức tạp. Việc lắp đặt các tuyến cáp truy nhập tại những vùng này có chi phí rất lớn và do đó truy nhập vô tuyến là giải pháp tốt nhất và hiệu quả nhất. Giải pháp truy nhập vô tuyến WLL là điển hình ở khu vực nông thôn. Lắp đặt thuê bao nhanh chóng chỉ trong vòng vài ngày tại những thuê bao đặc biệt. Cung cấp cho các sự kiện đặc biệt như thể thao, triển lãm, ... WLL có những lợi thế hơn hẳn so với mạng truy nhập cáp đồng truyền thống ở nhiều khía cạnh: Lắp đặt triển khai nhanh chóng. Không cần nhân công xây dựng và đi dây tới thuê bao do đó giảm được chi phí lắp đặt và bảo dưỡng. Dễ dàng thay đổi lại cấu hình, lắp đặt lại vị trí của thuê bao một cách nhanh chóng và dễ dàng. Nếu như hệ thống WLL không còn thấy cần thiết nữa thì thiết bị của hệ thống có thể dễ dàng chuyển tới lắp đặt ở vị trí mới. Trong những môi trường thuận lợi nhất định chẳng hạn như ở khu vực nông thôn thì chi phí lắp đặt của hệ thống truy nhập vô tuyến WLL giảm hơn so với truy nhập cáp đồng, đó là chưa kể đến chi phí vận hành và bảo dưỡng cũng thấp hơn nhiều. Tuy nhiên kỹ thuật truy nhập vô tuyến WLL cũng có những nhược điểm: Dung lượng bị giới hạn theo dải phổ được cung cấp. Chất lượng bị suy giảm phụ thuộc nhiều vào môi trường truyền dẫn. Nhiễu và suy hao vô tuyến là vấn đề cần được quan tâm trong hệ thống vô tuyến. Truy nhập vô tuyến đòi hỏi phải có nguồn nuôi cho thuê bao. Điều này đã góp phần làm tăng thêm chi phí của thiết bị đầu cuối. Vấn đề bảo mật cần phải được quan tâm đúng mức vì đối với các hệ thống truy nhập vô tuyến nếu không mã hoá thông tin thì việc nghe trộm là rất dễ dàng. c) Các phương thức truy nhập cáp đồng Một hướng phát triển truy nhập tốc độ cao từ thuê bao đến tổng đài không dùng cáp quang mà dùng chính trên đôi cáp đồng truyền thống, vì những lý do khác nhau mà truy nhập cáp đồng vẫn luôn và sẽ tồn tại. HDSL ( high bit - rate Digital subscriber line - Đường dây thuê bao số tốc độ cao ), sử dụng công nghệ VLSI trong những thiết bị đầu cuối HDSL. Công nghệ tiên tiến này cho phép HDSL được lắp đặt vào mạch cáp đôi. HDSL là một luồng số không lặp tốc độ truyền dẫn 1,536 Mbit/s. HDSL ở dạng cơ bản chỉ phù hợp cho những khoảng cách ngắn. Tuy nhiên, xây dựng bộ lặp HDSL sẽ làm tăng khoảng cách hoạt động. ADSL ( Asymmetric digital subscriber line - Đường dây thuê bao số không đối xứng ) là một công nghệ mới. ADSL có tốc độ 1,536 Mbit/s đơn công, hướng về thuê bao, một kênh đơn công số liệu và điều khiển tốc độ thấp hướng về tổng đài, dịch vụ POST song công, tất cả trên một đôi cáp. Tốc độ đường truyền thực sự đối với ADSL là gần 1,6 Mbit/s để cung cấp tín hiệu điều khiển và tiêu đề. ADSL là công nghệ không sử dụng bộ lặp. Tính bất đối xứng của ADSL giới hạn những ứng dụng của nó trong một thị trường viễn thông nhất định, cụ thể là thị trường dân cư. ADSL được thiết kế để chuyển tải những loại ứng dụng nhất định đến hộ thuê bao dân cư, gồm có: truyền hình giáo dục từ xa, Đa phương tiện, Số liệu tốc độ cao (tới 1,546 Mbit/s), Video giải trí quảng bá và phim theo yêu cầu, ... d) Xu hướng phát triển mạng truy nhập băng rộng Trong mạng truy nhập băng rộng mục tiêu, tất cả các dịch vụ băng hẹp sẽ được kết hợp vào cùng một đường truy nhập như là đối với các dịch vụ băng rộng, nhưng trong quá trình phát triển những dịch vụ này có thể được truy nhập riêng biệt. Ba cấu trúc cho mạng truy nhập được sử dụng trong các doanh nghiệp là: truy nhập riêng biệt cho băng rộng; truy nhập kiểu ghép kênh; truy nhập mục tiêu. e) Truy nhập riêng biệt cho băng rộng Theo phương pháp này các dịch vụ băng rộng được đưa tới khách hàng qua đường truy nhập riêng biệt tới tổng đài nội hạt ATM. Như vậy sẽ không có sự ảnh hưởng nào tới các dịch vụ mạng hiện tại. Sử dụng kỹ thuật truy nhập riêng biệt tới mỗi một mạng tạo điều kiện thuận lợi hơn cho nhà khai thác trong việc giới thiệu các dịch vụ băng rộng cho bất cứ ai và bất cứ khi nào xuất hiện nhu cầu hoặc là khi có quyết định về mặt chính sách trong việc cung cấp các dịch vụ. Nó cũng có thể được dựa trên các kỹ thuật sớm nhất của ATM. Tuy nhiên, điều này sẽ dẫn tới việc phức tạp đa chủng loại của mạng. Ưu điểm của phương pháp này là chi phí ban đầu thấp; khả năng tạo ra lợi nhuận sớm; không bị ảnh hưởng bởi mạng truy nhập băng hẹp; cho phép sớm giới thiệu ATM đầu cuối - đầu cuối ( end - to - end ATM connectivity ). Tuy nhiên nó cũng có một số nhược điểm như sự kết hợp giữa các dịch vụ mới và các dịch vụ đang tồn tại là khó khăn, việc vận hành và bảo dưỡng mạng phức tạp. f) Hệ thống truy nhập kiểu ghép kênh Phương pháp này sử dụng một luồng truy nhập băng rộng đơn nhất tới khách hàng để truyền tải đồng thời các dịch vụ băng hẹp và ATM. Với kỹ thuật ghép kênh ATM tất cả các dịch vụ được truyền trên ghép kênh ATM và các dịch vụ băng hẹp được tách ra khi đi tới khách hàng. Ưu điểm của phương pháp này là chi phí ban đầu chấp nhận được; có khả năng tạo ra lợi nhuận nhanh; có khả năng sớm giới thiệu ATM đầu cuối - đầu cuối ( end - to - end ); bước đầu đơn giản hoá việc vận hành và quản lý mạng nội hạt. Nhược điểm của phương pháp ghép kênh ATM là cuộc đàm thoại tới và từ ATM cho các dịch vụ băng hẹp có thể bị trễ. g) Truy nhập mục tiêu Phương pháp này giúp cho khách hàng sử dụng đầy đủ nhất thiết bị ATM của mình bằng cách tạo khả năng truy nhập ATM đầy đủ vào một tổng đài ATM. Ưu điểm của các phương pháp truy nhập mục tiêu là khả năng hướng tới mạng truy nhập mục tiêu nhanh hơn và thu lợi nhuận lớn nhất; linh hoạt nhất cho khách hàng; đơn giản nhất trong việc vận hành và bảo dưỡng mạng truy nhập thuê bao. Tuy nhiên chi phí ban đầu cao do sự cần thiết phải có các tổng đài gateway cho các mạng phi ATM, và các giao diện ( giữa các thiết bị phi ATM và thiết bị ATM ). 1.1.2 Xu hướng phát triển của các dịch vụ viễn thông Mạng viễn thông số liên kết đa dịch vụ cung cấp một số lượng lớn các loại hình dịch vụ khác nhau. Mạng không chỉ hỗ trợ cho các ứng dụng thoại và truyền số liệu có sẵn mà còn có khả năng cung cấp thêm nhiều loại dịch vụ mới. Các dịch vụ của mạng bao gồm: Dịch vụ Fax Dịch vụ Teletext Dịch vụ Videotext Ngày nay nhu cầu đối với các dịch vụ băng rộng tăng lên không ngừng. Cùng với sự đã và đang phát triển vượt bậc của công nghệ truyền dẫn, chuyển mạch, công nghệ xử lý ảnh, xử lý tín hiệu, các ứng dụng phần mềm xử lý ngày càng phong phú và sự kết hợp giữa công nghiệp viễn thông và tin học ngày càng tăng. Do đó cần thiết phải tạo ra một mạng mềm dẻo nhằm đáp ứng nhu cầu của các đối tượng sử dụng lẫn các nhà khai thác. Khi mạng có dung lượng đủ lớn để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng nhanh của khách hàng thì phạm vi các loại hình dịch vụ mà nó có thể hỗ trợ cũng tăng lên. ITU - T phân tích các dịch vụ băng rộng làm hai loại đó là các loại dịch vụ tương tác và các dịch vụ phân bố: Các dịch vụ tương tác Các dịch vụ phân bố Một cách khác nữa để phân chia các loại dịch vụ băng rộng, đó là: Các dịch vụ phục vụ cho việc kinh doanh Các dịch vụ thông thường phục vụ cho các hộ thuê bao Bảng 1.1 Các ứng dụng có triển vọng trong tương lai khi triển khai mạng băng rộng Các dịch vụ phục vụ kinh doanh Các dịch vụ thông thường phục vụ các hộ thuê bao Dịch vụ truyền hình ảnh tốc độ cao Dịch vụ phân bố tín hiệu video Tự động thiết kế (CAD/CAM/CAE) Dịch vụ quảng bá TV/HDTV Tư vấn, chiếu chụp y khoa Dịch vụ quảng bá giáo dục từ xa Chế bản, xử lý ảnh Các dịch vụ video trả tiền theo lần xem Trao đổi các hình ảnh đồ hoạ có độ phân giải cao Dịch vụ video theo yêu cầu Dịch vụ quảng cáo, chào hàng qua video Mua hàng từ xa Đa phương tiện tương tác Giáo dục từ xa có tương tác Hội thảo từ xa Phối hợp trong công tác xuất bản. Các dịch vụ tư vấn Thực tại ảo Điện thoại đa phương tiện Các dịch vụ dùng chung tài nguyên Đa phương tiện tương tác Thư điện tử đa phương tiện Các dịch vụ 700, 800, 900 đa phương tiện Giáo dục tương tác từ xa Dịch vụ Internet có hỗ trợ đa phương tiện Các trò chơi điện tử tương tác Điện thoại đa phương tiện và thực tại ảo Bảng 1.2 Yêu cầu kỹ thuật của một số loại dịch vụ Dịch vụ Tốc độ bít Chuẩn Độ phân giải (điểm ảnh x dòng) Tốc độ khung (khung/giây) Videophone tương tự 5 - 10 Kbit/s Không có 170 ´ 128 2 - 5 Điện thoại thấy hình tốc độ cơ bản 56 - 128 Kbit/s P ´ 64 176 ´ 144 5 - 10 Truyền hình hội nghị ³ 384 Kbit/s P ´ 64 352 ´ 288 15 - 30 Đa phương tiện tương tác 1 - 2 Mbit/s MPEG Tối đa 252 ´ 288 15 - 30 NTSC số 3 - 10 Mbit/s NTSC 720 ´ 480 30 Truyền hình phân giải cao > 15 Mbit/s FCC 1200 ´ 800 60 Hình vẽ 1.3 trình bày các yêu cầu về tốc độ cụ thể của từng loại dịch vụ. Hình 1.3 Tốc độ bit và thời gian chiếm kênh của các dịch vụ băng rộng 1.2 Mạng thế hệ sau (Next Generation Network) 1.2.1 Định nghĩa NGN Tổng đài Mạng thoại truyền thống Mạng chuyển mạch gói Các công nghệ nền tảng IP, ATM, MPLS MGCP, BICC, SIP MEGACO Mạng đa dịch vụ Quản lý tập trung Truy nhập đa dịch vụ Mạng xương sống QoS NGN Tổng đài Tổng đài Tổng đài Hình 1.4 Mạng hợp nhất Mạng viễn thông thế hệ sau là một mạng 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 sự hội tụ giữa thoại và số liệu, giữa cố định và di động. Như vậy, NGN là mạng hợp nhất của các loại mạng hiện có. Để có thể hợp nhất được thì cần phải có một sự thay đổi lớn về mặt công nghệ, các công nghệ nền tảng ở lớp truyền tải ( ATM, IP, MPLS, ... ) cũng như công nghệ ở lớp điều khiển mạng ( MGCP, MEGACO, SIP, BICC, ... ). Ta sẽ xem xét rõ hơn những công nghệ mới này và hoạt động của chúng ở phần sau. 1.2.2 Cấu trúc mạng NGN 1.2.2.1 Mô hình tham chiếu OSI Mô hình tham chiếu OSI là mô hình tham chiếu chủ yếu cho các hoạt động thông tin trên mạng. Hầu hết các nhà chế tạo sản phẩm đều tạo ra các sản phẩm của họ trên cơ sở tham chiếu đến mô hình OSI. Mô hình chia làm 7 lớp: Lớp ứng dụng Lớp trình bày Lớp phiên Lớp truyền tải Lớp mạng Lớp liên kết dữ liệu Lớp vật lý Hình 1.5 Mô hình OSI Chức năng của từng lớp trong mô hình OSI + Lớp 7: Lớp ứng dụng, cung cấp dịch vụ mạng cho các ứng dụng của người dùng. Các chương trình ứng dụng như: chương trình xử lý bảng tính, chương trình xử lý văn bản, ... + Lớp 6: Lớp trình bày, đảm bảo thông tin mà lớp ứng dụng của một hệ thống đầu cuối gửi tới lớp ứng dụng của hệ thống khác có thể đọc được. + Lớp 5: Lớp phiên, thiết lập, quản lý và kết thúc các phiên thông tin giữa hai chủ thể truyền nhận. Lớp phiên cung cấp các dịch vụ của nó cho lớp trình bày. Nó cũng đồng bộ hội thoại giữa hai lớp trình bày của hai host và quản lý các cuộc trao đổi dữ liệu giữa chúng. Bên cạnh sự điều khiển phiên làm việc, lớp phiên còn chuẩn bị những thứ cần thiết cho truyền dữ liệu hiệu quả, phân lớp dịch vụ, và thông báo mở rộng các sự cố của lớp phiên, lớp trình bày và lớp ứng dụng. + Lớp 4: Lớp vận chuyển, phân đoạn dữ liệu từ hệ thống host truyền và tải thiết lập dữ liệu vào một luồng dữ liệu tại hệ thống host nhận. + Lớp 3: Lớp mạng, cung cấp kết nối và chọn lựa đường dẫn giữa hai hệ thống host trên mạng. Đây chính là sự chọn đường, định tuyến và đánh địa chỉ. + Lớp 2: Lớp liên kết dữ liệu, cung cấp khả năng chuyển dữ liệu tin cậy xuyên qua liên kết vật lý. Lớp này gắn liền với việc đánh địa chỉ vật lý, cấu hình mạng, truy xuất mạng, thông báo lỗi, thứ tự phân phối frame và điều khiển luồng. + Lớp 1: Lớp vật lý, định nghĩa các quy cách về điện, cơ, thủ tục và các đặc tả chức năng để kích hoạt, duy trì và dừng một liên kết vật lý giữa các hệ thống đầu cuối. ( Các mức điện áp, tốc độ chuyển dữ liệu vật lý, cự ly truyền tối đa, các đầu nối vật lý, ...) 1.2.2.2 Mô hình cấu trúc phân lớp NGN Mạng NGN chia làm 4 lớp như sau: Lớp ứng dụng Lớp điều khiển Lớp truyền tải Lớp truy nhập Hình 1.6 Mô hình phân lớp NGN Ngoài ra còn có lớp quản lý xuyên suốt từ lớp 1 đến lớp 4 của mô hình mạng NGN. Lớp ứng dụng và dịch vụ mạng Cung cấp các ứng dụng và dịch vụ như dịch vụ mạng thông minh IN, trả tiền trước, dịch vụ giá trị gia tăng Internet cho khách hàng,... Hệ thống ứng dụng và dịch vụ mạng này liên kết với lớp điều khiển thông qua các giao diện mở API. Lớp điều khiển Bao gồm các hệ thống điều khiển kết nối cuộc gọi giữa các thuê bao thông qua điều khiển các thiết bị chuyển mạch (ATM+IP) của lớp chuyển tải và các thiết bị truy nhập của lớp truy nhập Lớp điều khiển có chức năng kết nối cuộc gọi thuê bao với lớp ứng dụng, dịch vụ. Các chức năng như quản lý, chăm sóc khách hàng, tính cước cũng được tích hợp trong lớp điều khiển. Lớp truyền tải Mạng đường trục có chức năng chính là truyền tải mọi loại hình thông tin dưới dạng gói IP dưới sự điều khiển của softswitch trong lớp điều khiển. Bao gồm các nút chuyển mạch, các bộ định tuyến, các thiết bị truyền dẫn có dung lượng lớn. Kết nối với lớp truy nhập thông qua các Media Gateway. Lớp truy nhập Thu thập tất cả các loại hình thông tin từ các end user, chuyển đổi thành các gói IP để truyền qua mạng truyền tải đường trục. Gồm các thiết bị truy nhập cung cấp các cổng kết nối với thiết bị đầu cuối thuê bao qua hệ thống mạng ngoại vi cáp đồng, cáp quang hoặc vô tuyến. các thiết bị truy nhập có thể cung cấp các loại cổng truy nhập POTS, VOIP, IP, FR, X.25, ATM, xDSL, di động v.v.. Kết nối với lớp truyền tải thông qua các Media gateway. 1.2.3 Các phần tử trong mạng NGN 1.2.3.1 Cấu trúc mạng NGN ( theo MSF ) IP (or ATM or MPLS) network BICC SIGTRAN MGCP/H248 MEGACO PSTN / ISDN SS7 SS7 PSTN PSTN / ISDN SS7 SS7 PSTN MGCP/H248 MEGACO C7/IP SIGTRAN C7/IP SIGTRAN Management ISP Contend provider SNMP, API POTS ISDN-BA ISDN-PRA V5.x/TR8/GR303 xDSL ATM FR LL/CES Signalling gateway Media gateway MGC Access Signalling gateway POTS ISDN-BA ISDN-PRA V5.x/TR8/GR303 xDSL ATM FR LL/CES Hình 1.7 Kiến trúc tổng thể cho mạng NGN 1.2.3.2 Các phần tử trong mạng NGN 1) Media Gateway Là thiết bị phối hợp nằm giữa mạng lõi chuyển mạch gói của NGN và mạng chuyển mạch kênh truyền thống. Tác dụng chính của nó là chuyển đổi thông tin từ dạng chuyển mạch kênh sang dạng gói và ngược lại. Cung cấp các dịch vụ như VoIP, VoATM, Dial - In ( RAS, LAC ), kênh ảo ( Virtual Trunking ), ... Hỗ trợ QoS với thời gian trễ nhỏ nhất cho các ứng dụng yêu cầu thời gian thực như thoại, video, ... 2) MGC ( Media Gateway Controller ) Là thiết bị trung tâm thực hiện toàn bộ chức năng giám sát, điều khiển các cuộc gọi trong NGN. Giao diện mở cho phép nâng cấp mở rộng dễ dàng. Hỗ trợ các giao thức chuẩn MGCP, MEGACO, SIP, H323, ... 3) Signaling Gateway Cung cấp SS7 trên TDM, ATM, IP, ... nhằm phối hợp báo hiệu giữa mạng TDM truyền thống và mạng NGN. Cung cấp các đặc tính mới như SMS, WAP, ... Hỗ trợ các liên kết báo hiệu tốc độ cao, nhiều mạng báo hiệu số 7 đồng thời, giám sát quản lý báo hiệu nhằm tối ưu hoá tài nguyên mạng 4) Hệ thống thiết bị truyền tải Nút chuyển mạch IP - ATM tốc độ cao lớp trên ( ATM Switch, IP Switch, ... ) Thiết bị định tuyến lõi, biên ( Router, LSR, ... ) Thiết bị truyền dẫn quang dung lượng lớn lớp dưới ( SDH, DWDM, SONET ) 5) Hệ thống thiết bị truy nhập Hỗ trợ toàn bộ các giao diện truy nhập phía xa như VoDSL, ADSL/SDSL, ISDN - BA, ... và tách riêng các ứng dụng thoại và truyền dữ liệu đưa vào các mạng xương sống riêng biệt ( mạng TDM và mạng lõi NGN ). Cung cấp các loại cổng truy nhập khác nhau POTS, VOIP, IP, FR, X.25, ATM, xDSL, di động, ... 1.3 Giải pháp và cấu trúc NGN của một số nhà cung cấp và các tổ chức quốc tế Với sự phát triển không ngừng của công nghệ mạng viễn thông, tin học. Đặc biệt là gần đây với sự xuất hiện của mạng NGN thì hầu hết tất cả các các nhà sản xuất thiết bị và các tổ chức, các diễn đàn trên phạm vi quốc tế đều tham gia để xây dựng, đóng góp ý kiến của mình cho sự phát triển của NGN. Có thể kể đến một số tên tuổi lớn của các nhà cung cấp thiết bị: Alcatel, Cisco, Siemens, Nortel, Ericsson; các tổ chức như ITU-T, IETF, IEEE, ETSI, MSF (diễn đàn chuyển mạch đa dịch vụ). Ta sẽ nghiên cứu mô hình của các nhà cung cấp thiết bị này do mạng viễn thông của Việt Nam hiện nay đang sử dụng phần lớn thiết bị của họ, và của các tổ chức quốc tế quan trọng đối với việc đưa ra các khuyến nghị cũng như các chuẩn để có thể áp dụng trên toàn thế giới. 1.3.1 Mô hình của ALCATEL Alcatel đưa ra mô hình mạng thế hệ sau với các lớp: Lớp truy nhập và truyền tải Lớp trung gian Lớp điều khiển Các dịch vụ mạng độc lập Thiết bị mạng đã có Lớp điều khiển Lớp dịch vụ mạng Lớp truy nhập và truyền tải Dịch vụ/báo hiệu mạng đã có Truy nhập từ xa Lớp trung gian Khách hàng Người sử dụng Lớp dịch vụ mạng. Hình 1.8 Sơ đồ mạng NGN tương lai của hãng Alcatel Alcatel giới thiệu các chuyển mạch đa dịch vụ, đa phương tiện 1000 MM E10 và Alcatel 1000 Softswitch cho giải pháp xây dựng mạng NGN. 1000 MM E10 là các hệ thống cơ sở để xây dựng mạng viễn thông thế hệ mới từ mạng hiện có. Năng lực xử lý của hệ thống rất lớn so với các hệ thống E10 trước đây, lên đến 8 triệu BHCA, tốc độ chuyển mạch ATM có thể lên tới 80 Gbit/s. Đặc điểm lớn nhất của hệ thống này là chuyển một số chức năng liên quan đến điều khiển cuộc gọi như chương trình kết nối ATM bán cố định, chương trình xử lý số liệu cho việc lập kế hoạch đánh số, định tuyến, điểm điều khiển dịch vụ nội hạt, quản lý kết nối băng rộng, ... lên các máy chủ chạy trên UNIX. 1.3.2 Mô hình của CISCO Cisco là một nhà cung cấp thiết bị mạng rất nổi tiếng, có thị phần lớn trên thế giới. Ngày nay khi khái niệm chuyển mạch và router ngày càng hội tụ vào nhau thì ảnh hưởng của Cisco đối với mạng NGN càng được thể hiện rõ rệt. Cisco xây dựng NGN trên cơ sở là một mạng duy nhất cung cấp tất cả các loại hình dịch vụ trên mạng viễn thông hiện có. Cisco còn đóng góp rất lớn trong việc đưa ra mô hình mạng NGN cũng như giải pháp áp dụng cho mạng truyền tải đối với mạng NGN là công nghệ MPLS mà ta sẽ xem xét rõ hơn ở phần sau. Tinh thần mạng NGN của Cisco thể hiện ở một số đặc điểm sau: Truy nhập đa dịch vụ Kiến trúc module dựa trên gói chung Mạng có tính kế thừa Được xây dựng dựa trên các tiêu chuẩn mở Có khả năng về băng rộng Hợp nhất đa dịch vụ/đa phương tiện dựa trên công nghệ IP Mô hình phân lớp của Cisco cho mạng NGN được thể hiện như sau: Quản lý ứng dụng Báo hiệu và điều khiển Chuyển mạch và định tuyến Truyền tải Hình 1.9 Mô hình phân lớp NGN của Cisco. Mô hình mạng tương lai của Cisco Hình 1.10 Mô hình mạng tương lai Giải pháp của Cisco cho mạng lõi NGN là tất cả dựa trên công nghệ IP/MPLS Hình 1.11 Mạng lõi của Cisco Chiến lược của Cisco cho việc tương tác giữa các mạng PSTN/ATM/IP Giao thức báo hiệu giữa các MGC là SIP - T và BICC Giao thức báo hiệu giữa MGC và MG là DSS1 hoặc H.248 Giao thức báo hiệu giữa MGC và PSTN là ISUP ( SS7 ) Hình 1.12 Tương tác PSTN/ATM/IP 1.3.3 Mô hình của Ericsson Máy chủ ứng dụng IP Q U ả n l ý Com Server H.323 HLR SCP Máy Chủ PLMN Máy chủ PSTN/ ISDN MGW MGW MGW MGW MGW Truy nhập vô tuyến Truy nhập hữu tuyến PBX/LAN intranet Mạng điện thoại khác Mạng đa dịch vụ / IP khác Mạng đường trục kết nối ứng dụng Điều khiển Hình 1.13 Cấu trúc mạng thế hệ tiếp theo của Ericsson Ericsson giới thiệu giải pháp mạng thế hệ mới có tên ENGINE. ENGINE tạo ra một mạng lõi cung cấp nhiều dịch vụ trên một cơ sở hạ tầng mạng duy nhất. Nó bao gồm toàn bộ các sản phẩm mạng đa dịch vụ của Ericsson và đây là một tập hợp các giải pháp và sản phẩm. Cấu trúc mạng mới ENGINE hướng tới các ứng dụng, cấu trúc này dựa trên các liên hệ Client/Server và Gateway/Server. Các ứng dụng gồm có phần client trên máy đầu cuối và các Server trong mạng giao tiếp với nhau qua các giao diện mở và hướng tới mạng độc lập với dịch vụ. Cũng như các hãng khác, mạng ENGINE được phân thành 3 lớp, sử dụng công nghệ chuyển mạch gói, đó là: Lớp dịch vụ/điều khiển. Lớp kết nối xử lý các thông tin người sử dụng, chuyển mạch và định tuyến lưu lượng hay lớp vận chuyển. Lớp truy nhập. Lớp dịch vụ/điều khiển bao gồm các Server có chức năng điều khiển các cuộc gọi PSTN/ISDN và số liệu, cung cấp các dịch vụ mạng thông minh IN, Multimedia có thời gian thực trên cơ sở hệ thống xử lý AXE của Ericsson. Lớp kết nối xử lý các thông tin người sử dụng, chuyển mạch và định tuyến lưu lượng hay còn gọi là lớp vận chuyển với phần lõi chuyển mạch chính là ATM AXD 301 có dung lượng từ 10 đến 160 Gbit/s và có khả năng mở rộng đến 2.500Gbit/s trong tương lai. Đồng thời hệ thống chuyển mạch ATM AXD 301 có thể được sử dụng như một giao diện giữa mạng lõi và các mạng truy nhập khác ( mạng cố định, mạng vô tuyến cố định và mạng di động ). Lớp truy nhập đảm bảo khả năng truy nhập của thuê bao từ các mạng cố định, vô tuyến cố định, di động và các mạng truy nhập khác. Ericsson giới thiệu sản phẩm ENGINE access ramp gồm các dòng sản phẩm đáp ứng yêu cầu của giải pháp mạng cần triển khai ( truy nhập băng hẹp, đa truy nhập, truy nhập kiểu ADSL, phân tách DSL, chuyển mạch ghép, chuyển mạch đơn, tích hợp ATM,...). Đối với cấu hình truy nhập băng hẹp, việc chuyển mạch sẽ do chuyển mạch nội hạt thực hiện. Để cung cấp các dịch vụ ATM, ENGINE access ramp sẽ phối hợp với mạng ATM công cộng. Sản phẩm mạng mới ENGINE của Ericsson có 3 giải pháp ứng dụng đó là mạng trung kế, mạng chuyển mạch và mạng tích hợp. Mạng trung kế ( Trunked Network ): đây là bước đầu tiên để tiến đến mạng đa dịch vụ, chuyển mạch ATM lắp ghép với tổng đài TOLL của mạng PSTN sẽ cho phép lưu lượng thoại được vận chuyển như lưư lượng data trên mạng đường trục. Lưu ý lưu lượng thoại vẫn được điều khiển chuyển mạch trước khi đưa tới chuyển mạch ATM. Mạng chuyển mạch ( Switched Network ): sử dụng thay thế mạng đường trục hoàn toàn bằng chuyển mạch gói cho các ứng dụng IP và ATM. Thực hiện điều khiển cuộc gọi lưu thoại sẽ do server lớp điều khiển thực hiện và quá trình chuyển mạch sẽ do chuyển