Nghiên cứu mạng thế hệ sau(ngn) / Tăng Quang Phúc, Trần Công Hùng giáo viên hướng dẫn

in, chi phí thấp… Sự phát triển công nghệ thông tin di động. Những xu hướng phát triển công nghệ đan xen lẫn nhau và cho phép mạng lưới thỏa mãn tốt hơn các nhu cầu của khách hàng trong tương lai. · Với sự gia tăng cả về số lượng và chất lượng của các nhu cầu dịch vụ ngày càng phức tạp từ phía khách hàng đã kích thích sự phát triển nhanh chóng của thị trường điện tử tin học viễn thông. · Những xu hướng phát triển công nghệ đã và đang tiếp cận nhau, đan xen nhau nhằm cho phép mạng lưới thỏa mãn các nhu cầu của khách hàng trong tương lai. Các dịch vụ phát triển tiếp theo của mạng thế hệ sau Các dịch vụ phát triển tiếp theo của mạng hiện tại Sự phát triển dịch vụ Các dịch vụ hiện nay của mạng thế hệ sau Các dịch vụ hiện nay của mạng hiện tại Sự phát triển mạng Các xu hướng phát triển trong công nghệ mạng 1. Công nghệ truyền dẫn: Cáp quang: · Hiện nay trên 60% lưu lượng thông tin được truyền đi trên toàn thế giới được truyền trên mạng quang. · Công nghệ truyền dẫn SDH cho phép tốc độ cao (155Mb/s, 622Mb/s, 2.5Gb/s) đã được sử dụng rộng rãi ở nhiều nước và ở Việt Nam. · WDM cho phép độ rộng của băng tần rất lớn của sợi quang bằng cách kết hợp một số tín hiệu ghép kênh theo thời gian với độ dài các bước sóng khác nhau và ta có thể sử dụng được các cửa sổ không gian, thời gian và độ dài bước sóng. Công nghệ WDM cho phép nâng tốc độ các truyền dẫn lên 5Gb/s, 10Gb/s, 20Gb/s và hơn nữa. Vô tuyến: · VIBA: Công nghệ truyền dẫn SDH cũng phát triển trong lĩnh vực VIBA, tuy nhiên do những hạn chế của môi trường sóng vô tuyến nên tốc độ và chất lượng truyền dẫn không cao so với công nghệ truyền dẫn quang. · Vệ tinh: LEO: Low Earth Orbit – Vệ tinh quỹ đạo thấp. MEO: Medium Earth Orbit – Vệ tinh quỹ đạo trung bình. Thị trường thông tin vệ tinh trong khu vực đã có sự phát triển mạnh trong những name gần đây và còn tiếp tục trong các năm tới. Các loại hình dịch vụ vệ tinh đã rất phát triển như: DTH tương tác, truy nhập Internet, các dịch vụ băng rộng…Ngoài ra các ứng dụng phổ biến đối với nhu cầu thông tin quảng bá, viễn thông nông thôn, với sự kết hợp sử dụng các ưu điểm của công nghệ CDMA, thông tin vệ tinh ngày càng có xu hướng phát triển đặc biệt trong lĩnh vực thông tin di động, thông tin cá nhân… Công nghệ chuyển mạch: · Công nghệ ATM: Công nghệ ATM dựa trên cơ sở phương pháp chuyển mạch gói, thông tin được nhóm vào các gói có chiều dài cố định ngắn trong đó vị trí của gói chủ yếu không phụ thuộc vào đồng hồ đồng bộ mà dựa trên nhu cầu bất kỳ của kênh cho trước. Các chuyển mạch ATM cho phép hoạt động với nhiều tốc độ và dịch vụ khác nhau. · Công nghệ chuyển mạch quang: Các kết quả nghiên cứu ở mức thou nghiệm đang hướng đến việc chế tạo các chuyển mạch quang. Trong tương lai sẽ có các chuyển mạch quang phân loại theo nguyên lý 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. 3. Công nghệ mạng truy nhập: · Mạng truy nhập quang · MaÏng truy nhập vô tuyến · Các phương thức truy nhập cáp đồng ADSL, xDSL · Xu hướng phát triển mạng truy nhập băng rộng · Thông tin di động phát triển nhanh chóng. II. XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA CÁC DỊCH VỤ VIỄN THÔNG: Cùng với thời gian và sự phát triển của công nghệ viễn thông, các dịch vụ viễn thông ngày càng phong phú đa dạng Nhu cầu đối với các dịch vụ tăng không ngừng. Công nghệ truyền dẫn, chuyể nạch có những tiến bộ vượt bậc. Công nghệ xử lý ảnh, xử lý tín hiệu không ngừng phát triển. 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. Nhu cầu từ khách hàng muốn có các dịch vụ phong phú và tương tác. 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. ITU-T phân tích các dịch vụ băng rộng làm hai loại đó là các dịch vụ tương tác và các dịch vụ phân bố: Các dịch vụ tương tác: là các dịch vụ cho phép truyền thông tin theo hai chiều ( không tính đến các thông tin báo hiệu điều khiển ) giữa các thuê bao với nhau hoặc giữa thuê bao với nhà cung cấp dịch vụ. Các dịch vụ phân bố: là các dịch vụ mà thông tin chỉ truyền một chiều, từ nhà cung cấp dịch vụ băng rộng đến thuê bao. Một cách khác để phân chia các loại dịch vụ băng rộng là: · Loại thứ nhất: các dịch vụ phục vụ cho việc kinh doanh · Loại thứ hai: các dịch vụ thông thường phục vụ cho các hộ thuê bao. Một số dịch vụ phục vụ kinh doanh: Dịch vụ truyền hình ảnh tốc độ cao Tự động thiết kế (CAD/CAM/CAE) Trao đổi hình ảnh đồ họa có độ phân giải cao Giáo dục từ xa có tương tác Hội thảo từ xa Thực tại ảo Điện thoại đa phương tiện Một số dịch vụ thông thường phục vụ các hộ thuê bao - Dịch vụ quảng bá TV/HDTV - Dịch vụ quảng bá giáo dục từ xa - Mua hàng từ xa - Dịch vụ Internet có hổ trợ đa phương tiện Yêu cầu kỹ thuật của một số loại dịch vụ: - Điện thoại thấy hình tốc độ cơ bản 56 – 128Kbit/s - Truyền hình hội nghị ³ 384 Kbit/s - Đa phương tiện tương tác 1 – 2 Mbit/s - Truyền hình độ phân giải cao ³ 15 Mbit/s 1990 Ưùng dụng B-ISDN Truyền bản tin Video Video tương tác Multimedia Dịch vụ thông tin vệ tinh Làm việc từ xa Mua hàng từ xa Ưùng dụng ISDN Điện thoại thẻ Bỏ phiếu từ xa Thư điện tử Telex Fax Điện thoại Điện báo 1980 Ưùng dụng ISDN Điện thoại thẻ Bỏ phiếu từ xa Thư điện tử Telex Fax Điện thoại Điện báo 1970 Telex Fax Điện thoại Điện báo 1870 Điện thoại Điện báo 1870 Điện báo Xu hướng phát triển các dịch vụ viễn thông CHƯƠNG II : TỔNG QUAN VỀ MẠNG THẾ HỆ MỚI ----ooo---- I. MẠNG VIỄN THÔNG HIỆN TẠI 1. Khái niệm về mạng viễn thông Mạng viễn thông là phương tiện truyền đưa 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 thiết bị đầu cuối. - Thiết bị chuyển mạch gồm có tổng đài nội hạt và tổng đài quá giang. Các thuê bao được nối vào tổng đài nội hạt và tổng đài nội hạt được nối vào tổng đài quá giang. Nhờ các thiết bị chuyển mạch mà đường truyền dẫn được dùng chung và mạng có thể được sử dụng một cách kinh tế. - Thiết bị truyền dẫn dùng để nối thiết bị đầu cuối với tổng đài, hay giữa các tổng đài để thực hiện việc truyền đưa các tín hiệu điện. Thiết bị truyền dẫn chia làm hai 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. - Môi trường truyền bao gồm truyền hữu tuyến và vô tuyến. Truyền hữu tuyến bao gồm cáp kim loại, cáp quang. Truyền vô tuyến bao gồm vi ba, vệ tinh. - Thiết bị đầu cuối cho mạng thoại truyền thống gồm máy điện thoại, máy Fax, máy tính, tổng đài PABX. Mạng viễn thông cũng có thể được định nghĩa như sau: Mạng viễn thông là một hệ thống gồm các nút chuyển mạch được 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. Mạng viễn thông hiện nay được chia thành nhiều loại. Đó là mạng mắc lưới, mạng sao, mạng tổng hợp, mạng vòng kín và mạng thang. Các loại mạng này có ưu điểm và nhược điểm khác nhau để phù hợp với các đặc điểm của từng vùng địa lý (trung tâm, hải đảo, biên giới,…) hay vùng lưu lượng (lưu thoại cao, thấp,…). Mạng viễn thông hiện nay được phân cấp như sau: Trong mạng hiện nay gồm 5 nút: - Nút cấp 1: trung tâm chuyển mạch quá giang quốc tế. - Nút cấp 2: trung tâm chuyển mạch quá giang đường dài. - Nút cấp 3: trung tâm chuyển mạch quá giang nội hạt. - Nút cấp 4: trung tâm chuyển mạch nội hạt. - Nút cấp 5: trung tâm chuyển mạch từ xa. 2. Các đặc điểm của mạng viễn thông hiện nay Các mạng viễn thông hiện tại có đặc điểm chung là tồn tại một cách riêng lẻ, ứng với mỗi loại dịch vụ thông tin lại có ít nhất một loại mạng viễn thông riêng biệt để phục vụ dịch vụ đó. - Mạng Telex: dùng để gửi các bức điện dưới dạng ký tự đã được mã hoá bằng 5 bit (mã Baudot). Tốc độ truyền rất thấp (từ 75 tới 300bit/s) - Mạng điện thoại công cộng, còn gọi là mạng POTS (Plain Old Telephone Service): ở đây thông tin tiếng nói được số hóa và chuyển mạch ở hệ thống chuyển mạch điện thoại công cộng PSTN. - Mạng truyền số liệu: bao 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 được truyền theo ba 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 gọi 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. Ví dụ ta không thể truyền tiếng nói qua mạng chuyển mạch gói X.25 vì trễ qua mạng này quá lớn. “Quá khứ là bàn đạp của tương lai”. Do vậy trước khi tìm hiểu mạng viễn thông thế hệ mới NGN, chúng ta cần rút kinh nghiệm từ lịch sử phát triển của các mạng hiện tại mà tiêu biểu là: Xét về góc độ dịch vụ thì gồm các mạng sau: mạng điện thoại cố định, mạng điện thoại di động và mạng truyền số liệu. Xét về góc độ kỹ thuật bao gồm các mạng chuyển mạch, mạng truyền dẫn, mạng truy nhập, mạng báo hiệu và mạng đồng bộ. ¨PSTN (Public Switching Telephone Network) là mạng chuyển mạch thoại công cộng. PSTN phục vụ thoại và bao gồm hai loại tổng đài: tổng đài nội hạt (cấp 5), và tổng đài tandem (tổng đài quá giang nội hạt, cấp 4). Tổng đài tandem được nối vào các tổng đài Toll để giảm mức phân cấp. Phương pháp nâng cấp các tandem là bổ sung cho mỗi nút một ATM core. Các ATM core sẽ cung cấp dịch vụ băng rộng cho thuê bao, đồng thời hợp nhất các mạng số liệu hiện nay vào mạng chung ISDN. Các tổng đài cấp 4 và cấp 5 là các tổng đài loại lớn. Các tổng đài này có kiến trúc tập trung, cấu trúc phần mềm và phần cứng độc quyền. ¨ ISDN (Integrated Service Digital Network) là mạng số tích hợp dịch vụ. ISDN cung cấp nhiều loại ứng dụng thoại và phi thoại trong cùng một mạng và xây dựng giao tiếp người sử dụng – mạng đa dịch vụ bằng một số giới hạn các kết nối ISDN cung cấp nhiều ứng dụng khác nhau bao gồm các kết nối chuyển mạch và không chuyển mạch. Các kết nối chuyển mạch của ISDN bao gồm nhiều chuyển mạch thực, chuyển mạch gói và sự kết hợp của chúng. Các dịch vụ mới phải tương hợp với các kết nối chuyển mạch số 64 kbit/s. ISDN phải chứa sự thông minh để cung cấp cho các dịch vụ, bảo dưỡng và các chức năng quản lý mạng, tuy nhiên tính thông minh này có thể không đủ để cho một vài dịch vụ mới và cần được tăng cường từ mạng hoặc từ sự thông minh thích ứng trong các thiết bị đầu cuối của người sử dụng. Sử dụng kiến trúc phân lớp làm đặc trưng của truy xuất ISDN. Truy xuất của người sử dụng đến nguồn ISDN có thể khác nhau tùy thuộc vào dịch vụ yêu cầu và tình trạng ISDN của từng quốc gia. Cần thấy rằng ISDN được sử dụng với nhiều cấu hình khác nhau tùy theo hiện trạng mạng viễn thông của từng quốc gia. ¨ PSDN (Public Switching Data Network) là mạng chuyển mạch số liệu công cộng. PSDN chủ yếu cung cấp các dịch vụ số liệu. Mạng PSDN bao gồm các PoP (Point of Presence) và các thiết bị truy nhập từ xa. Hiện nay PSDN đang phát triển với tốc độ rất nhanh do sự bùng nổ của dịch vụ Internet và các mạng riêng ảo (Virtual Private Network). ¨Mạng di động GSM (Global System for Mobile Telecom) là mạng cung cấp dịch vụ thoại tương tự như PSTN nhưng qua đường truy nhập vô tuyến. Mạng này chuyển mạch dựa trên công nghệ ghép kênh phân thời gian và công nghệ ghép kênh phân tần số. Các thành phần cơ bản của mạng này là: BSC (Base Station Controller), BTS (Base Transfer Station), HLR (Home Location Register), VLR ( Visitor Location Register) và MS ( Mobile Subscriber). Hiện nay các nhà cung cấp dịch vụ thu được lợi nhuận phần lớn từ các dịch vụ như leased line, Frame Relay, ATM, và các dịch vụ kết nối cơ bản. Tuy nhiên xu hướng giảm lợi nhuận từ các dịch vụ này bắt buộc các nhà khai thác phải tìm dịch vụ mới dựa trên IP để đảm bảo lợi nhuận lâu dài. VPN là một hướng đi của các nhà khai thác. Các dịch vụ dựa trên nền IP cung cấp kết nối giữa một nhóm các user xuyên qua mạng hạ tầng công cộng. VPN có thể đáp ứng các nhu cầu của khách hàng bằng các kết nối dạng any-to-any, các lớp đa dịch vụ, các dịch vụ giá thành quản lý thấp, riêng tư, tích hợp xuyên suốt cùng với các mạng Intranet/Extranet. Một nhóm các user trong Intranet và Extranet có thể hoạt động thông qua mạng có định tuyến IP. Các mạng riêng ảo có chi phí vận hành thấp hơn hẳn so với mạng riêng trên phương tiện quản lý, băng thông và dung lượng. Hiểu một cách đơn giản, VPN là một mạng mở rộng tự quản như một sự lựa chọn cơ sở hạ tầng của mạng WAN. VPN có thể liên kết các user thuộc một nhóm kín hay giữa các nhóm khác nhau. VPN được định nghĩa bằng một chế độ quản lý. Các thuê bao VPN có thể di chuyển đến một kết nối mềm dẻo trải dài từ mạng cục bộ đến mạng hoàn chỉnh. Các thuê bao này có thể dùng trong cùng (Intranet) hoặc khác (Extranet) tổ chức. Tuy nhiên cần lưu ý rằng hiện nay mạng PSTN/ISDN vẫn đang là mạng cung cấp các dịch vụ dữ liệu. 3. Sơ lược mạng viễn thông Việt Nam ¨Cấu trúc mạng Để phục vụ cho các dịch vụ thông tin như thoại, số liệu, fax, telex và các dịch vụ khác như điện thoại di động , nhắn tin,… nên nước ta hiện nay ngoài mạng chuyển mạch công cộng còn có các mạng của một số dịch vụ khác. Riêng mạng Telex không kết nối với mạng thoại của VNPT, còn các mạng khác đều được kết nối vào mạng của VNPT thông qua các kênh trung kế hoặc các bộ MSU (Main Switch Unit), một số khác lại truy nhập vào mạng PSTN qua các kênh thuê bao bình thường, sử dụng kỹ thuật DLC (Digital Loop Carrier), kỹ thuật truy nhập vô tuyến,… Về cấu trúc mạng, mạng viễn thông của VNPT hiện nay chia thành 3 cấp: cấp quốc tế, cấp quốc gia, cấp nội tỉnh/thành phố. Xét về khía cạnh các chức năng của các hệ thống thiết bị trên mạng thì mạng viễn thông bao gồm: mạng chuyển mạch, mạng truy nhập, mạng truyền dẫn và các mạng chức năng. ¨Mạng chuyển mạch Mạng chuyển mạch có 4 cấp (dựa trên các cấp tổng đài chuyển mạch): quá giang quốc tế, quá giang đường dài, nội tỉnh và nội hạt. Riêng tại thành phố Hồ Chí Minh có thêm cấp quá giang nội hạt. Hiện nay mạng VNPT đã có các trung tâm chuyển mạch quốc tế và chuyển mạch quốc gia ở Hà Nội, Đà Nẵng, Thành phố Hồ Chí Minh. Mạch của các bưu điện tỉnh cũng đang phát triển mở rộng. Nhiều tỉnh, thành phố xuất hiện các cấu trúc mạng với nhiều tổng đài Host, các thành phố lớn như Hà Nội, Thành phố Hồ Chí Minh đã và đang triển khai các Tandem nội hạt. Mạng viễn thông của VNPT hiện tại được chia làm 5 cấp, trong tương lai sẽ được giảm từ 5 cấp xuống 4 cấp. Mạng này do các thành viên của VNPT điều hành: đó là VTI, VTN và các bưu điện tỉnh. VTI quản lý các tổng đài chuyển mạch quá giang quốc tế, VTN quản lý các tổng đài chuyển mạch quá giang đường dài tại 3 trung tâm Hà Nội, Đà Nẵng và TpHCM. Phần còn lại do các bưu điện tỉnh quản lý. Các loại tổng đài có trên mạng viễn thông Việt Nam: A1000E của Alcatel, NEAX61Ĩ của NEC, AXE10 của Ericsson, EWSD của Siemens. Các công nghệ chuyển mạch được sử dụng: chuyển mạch kênh (PSTN), X.25 relay, ATM (số liệu). Nhìn chung mạng chuyển mạch tại Việt Nam còn nhiều cấp và việc điều khiển bị phân tán trong mạng (điều khiển nằm tại các tổng đài). ¨ Mạng truy nhập Với từng mạng cung cấp dịch vụ khác nhau mà có mạng truy nhập tương ứng. ¨ Mạng truyền dẫn Các hệ thống thiết bị truyền dẫn trên mạng viễn thông VNPT hiện nay chủ yếu sử dụng hai loại công nghệ là: cáp quang SDH và vi ba PDH. • Cáp quang SDH: Thiết bị này do nhiều hãng khác nhau cung cấp là: Northern Telecom, Siemens, Fujitsu, Alcatel, Lucent, NEC, Nortel. Các thiết bị có dung lượng 155Mb/s, 622 Mb/s, 2.5 Gb/s. • Vi ba PDH: Thiết bị này cũng có nguồn gốc từ nhiều hãng cung cấp khác nhau như Siemens, Alcatel, Fujitsu, SIS, SAT, NOKIA, AWA. Dung lượng 140 Mb/s, 34 Mb/s và n*2 Mb/s. Công nghệ vi ba SDH được sử dụng hạn chế với số lượng ít. Mạng truyền dẫn có 2 cấp: mạng truyền dẫn liên tỉnh và mạng truyền dẫn nội tỉnh. * Mạng truyền dẫn liên tỉnh Bao gồm các hệ thống truyền dẫn bằng cáp quang, bằng vô tuyến. - Mạng truyền dẫn liên tỉnh bằng cáp quang: Mạng truyền dẫn đường trục quốc gia nối giữa Hà Nội và TpHCM dài 4000 km, sử dụng STM-16/2F-BSHR, được chia thành 4 vòng ring tại Hà Tĩnh, Đà Nẵng, Qui Nhơn và TpHCM. Vòng 1: Hà Nội – Hà Tĩnh (884km) Vòng 2: Hà Tĩnh – Đà Nẵng (834km) Vòng 3: Đà Nẵng – Qui Nhơn (817km) Vòng 4: Qui Nhơn – TpHCM (1424km) Các đường truyền dẫn khác: Hà Nội – Hải Phòng, Hà Nội – Hòa Bình, TpHCM – Vũng Tàu, Hà Nội – Phủ Lý – Nam Định, Đà Nẵng – Tam Kỳ. Các tuyến truyền dẫn liên tỉnh này dùng STM-4. Riêng tuyến Hà Nội – Nam Định, Đà Nẵng – Tam Kỳ vẫn còn sử dụng PDH, trong tương lai sẽ thay thế bằng SDH. - Mạng truyền dẫn liên tỉnh bằng vô tuyến: Dùng hệ thống vi ba SDH (STM-1, dung lượng 155Mbps), PDH (dung lượng 4Mbps, 6Mbps, 140Mbps). Chỉ có tuyến Bãi Cháy – Hòn Gai dùng SDH, các tuyến khác dùng PDH. * Mạng truyền dẫn nội tỉnh Khoảng 88% các tuyến truyền dẫn nội tỉnh sử dụng hệ thống vi ba. Trong tương lai khi nhu cầu tải tăng thì các tuyến này sẽ được thay thế bởi hệ thống truyền dẫn quang. ¨ Mạng báo hiệu Hiện nay trên mạng viễn thông Việt Nam sử dụng cả hai loại báo hiệu R2 và SS7. Mạng báo hiệu số 7 (SS7) được đưa vào khai thác tại Việt Nam theo chiến lược triển khai từ trên xuống dưới theo tiêu chuẩn của ITU (khai thác thử nghiệm từ năm 1995 tại VTN và VTI). Cho đến nay, mạng báo hiệu số 7 đã hình thành với một cấp STP (Điểm chuyển mạch báo hiệu) tại 3 trung tâm (Hà Nội, Đà Nẵng, Hồ Chí Minh) của 3 khu vực (Bắc, Trung, Nam) và đã phục vụ khá hiệu quả. Báo hiệu cho PSTN ta có R2 và SS7, đối với mạng truyền số liệu qua IP có H.323, đối với ISDN có báo hiệu kênh D, Q.931, … ¨ Mạng đồng bộ Mạng đồng bộ của VNPT đã thực hiện xây dựng giai đoạn 1 và giai đoạn 2 với ba đồng hồ chủ PRC tại Hà Nội, Đà Nẵng, TP Hồ Chí Minh và một số đồng hồ thứ cấp SSU. Mạng đồng bộ Việt Nam hoạt động theo nguyên tắc chủ tớ có dự phòng, bao gồm 4 cấp, hai loại giao diện chuyển giao tín hiệu đồng bộ chủ yếu là 2 MHz và 2 Mb/s. Pha 3 của quá trình phát triển mạng đồng bộ đang được triển khai nhằm nâng cao hơn nữa chất lượng mạng và chất lượng dịch vụ. Các cấp của mạng đồng bộ được phân thành 4 cấp như sau: 1. Cấp 0: cấp đồng hồ chủ. 2. Cấp 1: cấp nút quốc tế và nút quốc gia. 3. Cấp 2: cấp nút nội hạt. 4. Cấp 3: cấp nút nội hạt. Mạng được phân thành 3 vùng độc lập, mỗi vùng có 2 đồng hồ mẫu, một đồng hồ chính (Cesium) và một đồng hồ dự phòng (GSP). Các đồng hồ này được đặt tại trung tâm của 3 vùng và được điều chỉnh theo phương thức cần đồng bộ. Các tổng đài quốc tế và Toll trong vùng được điều khiển bởi đồng hồ chủ theo phương pháp chủ tớ. Các tổng đài Tandem và Host tại các tỉnh hoạt động bám theo các tổng đài Toll theo phương pháp chủ tớ. Các tổng đài huyện (RSS) cũng hoạt động bám theo các Host theo phương pháp chủ tớ. ¨Mạng quản lý Dự án xây dựng trung tâm quản lý mạng viễn thông quốc gia đang trong quá trình chuẩn bị để tiến tới triển khai. ¨Các nhà cung cấp dịch vụ Tại nước ta có 2 dạng nhà cung cấp dịch vụ: đó là các nhà cung cấp dịch vụ truyền thống (chủ yếu là thoại) và nhà cung cấp dịch vụ mới (các dịch vụ số liệu, Internet, …). Các nhà khai thác dịch vụ truyền thống bao gồm tổng công ty bưu chính viễn thông Việt Nam (VNPT), công ty viễn thông quân đội (Vietel), công ty cổ phần viễn thông Sài Gòn (SPT), công ty viễn thông điện lực (ETC). Các nhà khai thác dịch vụ mới bao gồm FPT, SPT, Netnam, … 4. Những hạn chế của mạng Viễn thông hiện tại Như đã phân tích ở trên, hiện nay có rất 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 rất 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 mà hiện nay chưa dự đoán được, mỗi loại dịch vụ sẽ có tốc độ truyền khác nhau. Ta dễ dàng nhận thấy mạng hiện tại sẽ rất khó thích nghi với những đòøi hỏi này. - 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. Do đó, đứùng ở góc độ này, mạng đã phát triển tới một mức gần như giới hạn về sự cồng kềnh và mạng tồn tại một số khuyết điểm cần khắc phục. - 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. Các chuyển mạch Class5 đang tồn tại làm hạn chế khả năng sáng tạo và triển khai các dịch vụ mới, từ đó dẫn đến việc làm giảm lợi nhuận của các nhà khai thác. - Sự bùng nổ lưu lượng thông tin đã khám phá sự kém hiệu quả của chuyển mạch kênh TDM. Chuyển mạch kênh truyền thống chỉ dùng để truyền các lưu lượng thoại có thể dự đoán trước, và nó không hỗ trợ lưu lượng dữ liệu tăng đột biến một cách hiệu quả. Khi lượng dữ liệu tăng vượt lưu lượng thoại, đặc biệt đối với dịch vụ truy cập Internet quay số trực tiếp, thường xảy ra nghẽn mạch do nguồn tài nguyên hạn hẹp. Trong khi đó, chuyển mạch kênh làm lãng phí băng thông khi các mạch đều rỗi trong một khoảng thời gian mà không có tín hiệu nào được truyền đi. Đứng trước tình hình phát triển của mạng viễn thông hiện nay, các nhà khai thác nhận thấy rằng “sự hội tụ giữa mạng PSTN và mạng PSDN” là chắc chắn xảy ra. Họ 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 hiện nay. II. MẠNG VIỄN THÔNG THẾ HỆ SAU (Next Generation Network) 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 phần tử trong mạng) - Mạng nhiều lớp (mạng được phân phối 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 cung 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 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 mọi chi tiết về mạng thế hệ sau, nhưng nó có thể tương đối là khái niệm chung nhất khi đề cập đến NGN. Bắt nguồn từ sự phát triển của công nghệ thông tin, công nghệ chuyển mạch gói và công nghệ truyền dẫn băng rộng, mạng thông tin thế hệ sau (NGN) ra đời là mạng có cơ sở 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, 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 cũng có thể nhập một lượng dữ liệu rất lớn vào mạng IP, nhờ đó có thể giảm nhẹ gánh nặêng 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. Vấn đề chủ đạo ở đây là làm sao có thể tận dụng hết lợi thế đem đến từ quá trình hội tụ này. Một vấn đề quan trọng khác là sự bùng nổ nhu cầu của người sử dụng cho một khối lượng lớn dịch vụ và ứng dụng phức tạp bao gồm cả đa phương tiện, phần lớn trong đó là không được trù liệu khi xây dựng các hệ thống mạng hiện nay. 2. Đặc điểm của mạng NGN Mạng NGN có bốn đặc điểm chính: 1. Nền tảng là hệ thống mạng mở. 2. Mạng NGN là do mạng dịch vụ thúc đẩy, nhưng dịch vụ phải thực hiện độc lập với mạng lưới. 3. Mạng NGN là mạng chuyển mạch gói, dựa trên một giao thức thống nhất. 4. Là mạng có dung lượng ngày càng tăng, có tính thích ứng cũng ngày càng tăng, có đủ dung lượng để đáp ứng nhu cầu. Trước hết, do áp dụng cơ cấu mở mà : - Các khối chức năng của tổng đài truyền thống chia thành các phần tử mạng độc lập, các phần tử được phân theo chức năng tương ứng, và phát triển một cách độc lập. - Giao diện và giao thức giữa các bộ phận phải dựa trên các tiêu chuẩn tương ứng. Việc phân tách làm cho mạng viễn thông vốn có dần dần đi theo hướng mới, 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 chuẩn hóa giao thức giữa các phần tử có thể thực hiện nối thông giữa các mạng có cấu hình khác nhau. Tiếp đến, mạng NGN là mạng dịch vụ thúc đẩy, với đặc điểm của: • 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 loại hình đầu cuối. Điều đó làm cho việc cung cấp dịch vụ và ứng dụng có tính linh hoạt cao. Thứ ba, NGN là mạng chuyển mạch gói, giao thức thống nhất. MaÏng 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. Nhưng mấy năm gần đây, cùng với sự phát triển của công nghệ IP, người ta mới nhận thấy rõ ràng là mạng viễn thông, mạng máy tính và mạng truyền hình cáp cuối cùng rồi cũng tích hợp trong một mạng IP thống nhất, đó là xu thế lớn mà người ta thường gọi là “dung hợp ba mạng”. Giao thức IP làm cho các dịch vụ lấy IP làm cơ sở đều có thể thực hiện nối thông các mạng khác nhau; con người lần đầu tiên có được giao thức thống nhất mà ba mạng lớn đều có thể chấp nhận được; đặt cơ sở vững chắc về mặt kỹ thuật cho hạ tầng cơ sở thông tin quốc gia (NII). 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 hiện tại vẫn còn ở thế bất lợi so với các chuyển mạch kênh về mặt khả năng hỗ trợ lưu lượng thoại và cung cấp chất lượng dịch vụ đảm bảo cho số liệu. Tốc độ đổi mới nhanh chóng trong thế giới Internet, mà nó được tạo điều kiện bởi sự phát triển của các tiêu chuẩn mở sẽ sớm khắc phục những thiếu sót này. 3. Động cơ xuất hiện mạng thế hệ sau: Yếu tố hàng đầu là tốc độ phát triển theo hàm số mũ của nhu cầu truyền dẫn dữ liệu và các dịch vụ dữ liệu là kết quả của tăng trưởng Internet mạnh mẽ. Các hệ thống mạng công cộng hiện nay chủ yếu được xây dựng nhằm truyền dẫn lưu lượng thoại, truyền dữ liệu thông tin và video đã được vận chuyển trên các mạng chồng lấn, tách rời được triển khai để đáp ứng những yêu cầu của chúng. Do vậy, một sự chuyển đổi sang hệ thống mạng chuyển mạch gói tập trung là không thể tránh khỏi khi mà dữ liệu thay thế vị trí của thoại và trở thành nguồn tạo ra lợi nhuận chính. Cùng với sự bùng nổ Internet trên toàn cầu, rất nhiều khả năng mạng thế hệ sau sẽ dựa trên giao thức IP. Tuy nhiên, thoại vẫn là một dịch vụ quan trọng và do đó, những thay đổi này dẫn tới yêu cầu truyền thoại chất lượng cao qua IP. Những lý do chính dẫn tới sự xuất hiện của mạng thế hệ sau : - Cải thiện chi phí đầu tư Công nghệ căn bản liên quan đến chuyển mạch kênh truyền thống được cải tiến chậm trễ và chậm triển khai kết hợp với nền công nghiệp máy tính. Các chuyển mạch kênh này hiện đang chiếm phần lớn trong cơ sở hạ tầng PSTN. Tuy nhiên chúng chưa thật sự tối ưu cho mạng truyền số liệu. Kết quả là ngày càng có nhiều dòng lưu lượng số liệu trên mạng PSTN đến mạng Internet và sẽ xuất hiện một giải pháp với định hướng số liệu làm trọng tâm để thiết kế mạng chuyển mạch tương lai, nền tảng dựa trên công nghệ chuyển mạch gói cho cả thoại và dữ liệu. Các giao diện mở tại từng lớp mạng cho phép nhà khai thác lựa chọn nhà cung cấp có hiệu quả nhất cho từng lớp mạng của họ. Truyền tải dựa trên gói cho phép phân bổ băng tần linh hoạt, loại bỏ nhu cầu nhóm trung kế kích thước cố định cho thoại, nhờ đó giúp các nhà khai thác quản lý mạng dễ dàng hơn, nâng cấp một cách hiệu quả phần mềm trong các nút điều khiển mạng, giảm chi phí khai thác hệ thống. - Xu thế đổi mới viễn thông Khác với khía cạnh kỹ thuật, quá trình giải thể đang ảnh hưởng mạnh mẽ đến cách thức hoạt động của các nhà khai thác viễn thông lớn trên thế giới. Xuyên suốt quá trình được gọi là “mạch vòng nội hạt không trọn gói”, các luật lệ của chính phủ trên toàn thế giới đã ép buộc các nhà khai thác lớn phải mở cửa để các công ty mới tham gia thị trường cạnh tranh. Trên quan điểm chuyển mạch, các nhà cung cấp thay thế phải có khả năng giành được khách hàng địa phương nhờ đầu tư trực tiếp vào “ những dặm cuối cùng” của đường cáp đồng. Điều này dẫn đến việc gia tăng cạn._.h tranh. Các NGN thực sự phù hợp để hỗ trợ kiến trúc mạng và các mô hình được luật pháp cho phép khai thác. - Các nguồn doanh thu mới Dự báo hiện nay cho thấy mức suy giảm trầm trọng của doanh thu thoại và xuất hiện mức tăng doanh thu đột biến do các dịch vụ giá trị gia tăng mang lại. Kết quả là phần lớn các nhà khai thác truyền thống sẽ phải tái định mức mô hình kinh doanh của họ dưới ánh sáng của các dự báo này. Cùng lúc đó, các nhà khai thác mới sẽ tìm kiếm mô hình kinh doanh mới cho phép họ nắm lấy thị phần, mang lại lợi nhuận cao hơn trên thị trường viễn thông. Các cơ hội kinh doanh mới bao gồm các ứng dụng đa dạng tích hợp với các dịch vụ của mạng viễn thông hiện tại, số liệu Internet, các ứng dụng video. 4. Những vấn đề cần quan tâm khi phát triển NGN Trước hết các nhà cung cấp dịch vụ chính thống phải xem xét cơ sở TDM mà họ đã lắp đặt và do vậy phải đối đầu với quyết định khó khăn về việc nâng cấp hệ thống này, nên đầu tư vốn cho thiết bị chuyển mạch kênh và xây dựng một mạng NGN xếp chồng, hay thậm chí nên thay thế các tổng đài truyền thống bằng những chuyển mạch công nghệ mới sau này. Họ cũng phải xem xét ảnh hưởng của sự gia tăng lưu lượng Internet quay số trực tiếp với thời gian giữ máy ngắn hơn nhiều. Để duy trì cạnh tranh các nhà khai thác này cần tìm ra phương pháp cung cấp các dịch vụ mới cho các khách hàng của họ trong thời kỳ quá độ trước khi các mạng của họ tiến triển sang NGN một cách đầy đủ. Vấn đề lớn nhất cần cân nhắc khi sắp tới cần hỗ trợ dịch vụ thoại qua IP và hàng loạt các dịch vụ giá trị gia tăng khác là cơ chế “best effort” phân phối các gói tin không còn đủ đáp ứng nữa. Một thách thức căn bản ở nay là mở rộng mạng IP theo nhiều hướng, khả năng cung cấp đa dịch vụ trong khi vẫn giữ được ưu thế của mạng IP. Để đảm bảo QoS cần thiết, các nhà khai thác sẽ phải có khả năng cam kết cung cấp các thỏa thuận về mức dịch vụ (SLA), các yêu cầu về băng tần và các tham số chất lượng. Một khía cạnh khác bảo đảm chất lượng là quy mô mạng phải đủ lớn để cung cấp cho khách hàng nhằm chống lại hiện tượng nghẽn cổ chai trong lưu lượng của mạng lõi. Một trong những đặc trưng của NGN chính là khả năng tăng số lượng của các giao diện mở, nhưng điều đó cũng hàm chứa các nguy cơ đe dọa an ninh của mạng. Do đó, đảm bảo an toàn thông tin trở thành vấn đề sống còn của các nhà khai thác nhằm bảo vệ mạng chống lại sự tấn công từ phía các tin tặc. Các công cụ an ninh và mật mã hóa phải luôn luôn sẵn sàng. Trong vòng hai thập kỷ vừa qua, công nghệ quang đã chứng minh được là một phương tiện truyền tải thông tin hiệu quả trên khoảng cách lớn, và hiện nay nó là công nghệ chủ đạo trong truyền dẫn trên mạng lõi. Với các cải tiến hiện nay, như công nghệ ghép kênh phân chia theo mật độ bước sóng DWDM, nâng cao đáng kể hiệu quả kinh tế về truyền tải trên mạng cáp quang. Ngày nay, IP theo dự kiến sẽ trở thành giao diện hoàn thiện thực sự cho các mạng lõi NGN. Vấn đề quan trọng ở đây là mạng cáp quang phải tối ưu cho điều khiển lưu lượng IP. Một giải pháp có tính thuyết phục hiện nay là hội tụ các lớp dữ liệu và các lớp quang trong mạng lõi. Việc hội tụ này mang lại một số lợi thế như cung cấp các dịch vụ tốc độ cao, bảo vệ dòng thông tin liên tục cho mạng quang với chuyển mạch nhãn đa giao thức chung MPLS. Một vấn đề không kém phần quan trọng là vấn đề về các giải pháp quản lý thích hợp cho mạng NGN. Trong khi mong muốn xây dựng một mạng quản lý phải làm việc trong một môi trường đa nhà đầu tư, đa nhà khai thác, đa dịch vụ còn mang tính logic, tuy vậy nó vẫn bộc lộ nay là điểm rất cần lưu ý. Mặc dù còn phải mất nhiều thời gian và công sức trước khi hệ thống quản lý mạng được triển khai, nhưng mục tiêu này vẫn có giá trị thuyết phục và sẽ mang lại nhiều lợi ích như giảm chi phí khai thác, dịch vụ đa dạng. Tất cả những yếu tố trên nay dường như làm cho NGN mang đậm sự phức tạp. Tuy nhiên nên nhìn mạng NGN trong mạng thông tin toàn cầu ngày nay, trong đó các mạng chuyển mạch kênh truyền thống và chuyển mạch gói song song tồn tại, các mạng di động và cố định không đơn giản trong việc cùng khai thác, và thậm chí các thành phần mạng khác nhau trên mạng cũng yêu cầu phần quản lý riêng biệt. Trên quan điểm đó, NGN hướng về một cái gì đó hết sức phức tạp, nhưng sẽ cho phép tiết kiệm chi phí khai thác một cách thích đáng. 5. Tìm hiểu các công nghệ 5.1. Công nghệ truyền dẫn Trong cấu trúc mạng thế hệ sau, truyền dẫn là một thành phần của lớp kết nối (bao gồm chuyển tải và truy nhập). Công nghệ truyền dẫn của mạng thế hệ mới là SDH, WDM với khả năng hoạt động mềm dẻo, linh hoạt, thuận tiện cho khai thác và điều hành quản lý. Các tuyến truyền dẫn SDH hiện có và đang được tiếp tục triển khai rộng rãi trên mạng viễn thông là sự phát triển đúng hướng theo cấu trúc mạng mới. Cần tiếp tục phát triển các hệ thống truyền dẫn công nghệ SDH và WDM, hạn chế sử dụng công nghệ PDH. Cáp quang: - Hiện nay trên 60% lưu lượng thông tin được truyền đi trên toàn thế giới được truyền trên mạng quang. - Công nghệ truyền dẫn quang SDH cho phép tạo trên đường truyền dẫn tốc độc cao (n* 155 Mb/s) với khả năng bảo vệ của các mạch vòng đã được sử dụng rộng rãi ở nhiều nước và ở Việt Nam. - WDM cho phép sử dụng độ rộng băng tần rất lớn của sợi quang bằng cách kết hợp một số tín hiệu ghép kênh theo thời gian với độ dài các bước sóng khác nhau và ta có thể sử dụng được các cửa sổ không gian, thời gian và độ dài bước sóng. Công nghệ WDM cho phép nâng tốc độ truyền dẫn lên 5Gb/s, 10Gb/s và 20Gb/s. Vô tuyến: - Vi ba: Cong nghệ truyền dẫn SDH cũng phát triển trong lĩnh vực vi ba, tuy nhiên do những hạn chế của môi trường truyền dẫn sóng vô tuyến nên tốc độ và chất lượng truyền dẫn không cao so với công nghệ truyền dẫn quang. -Vệ tinh: Vệ tinh quỹ đạo thấp (LEO – Low Earth Orbit), vệ tinh quỹ đạo trung bình (MEO – Medium Earth Orbit). Thị trường thông tin vệ tin trong khu vực đã có sự phát triển mạnh trong những năm gần đây và sẽ còn tiếp tục trong những năm tới. Các loại hình dịch vụ vệ tinh đã rất phát triển như: DTH tương tác, truy nhập Internet, các dịch vụ băng rộng, HDTV… Ngoài các ứng dụng phố biến đối với nhu cầu thông tin quảng bá, viễn thông nông thôn, với sự kết hợp sử dụng các ưu điểm của công nghệ CDMA, thông tin vệ tinh ngày càng có xu hướng phát triển đặc biệt trong lĩnh vực thông tin di động, thông tin cá nhân,… 5.2 Công nghệ mạng truy nhập Trong xu hướng phát triển NGN sẽ duy trì nhiều loại hình mạng truy nhập vào một môi truyền dẫn chung như: - Mạng truy nhập quang - Mạng truy nhập vô tuyến - Các phương thức truy nhập cáp đồng: HDSL, ADSL. - Xu hướng phát triển mạng truy nhập băng rộng 5.3. Công nghệ chuyển mạch Chuyển mạch cũng là một thành phần trong lớp mạng chuyển tải của cấu trúc NGN nhưng có những thay đổi lớn về mặt công nghệ so với các thiết bị chuyển mạch TDM trước đây. Công nghệ chuyển mạch của mạng thế hệ mới là IP, ATM, ATM/IP hay MPLS thì hiện nay vẫn chưa xác định rõ, tuy nhiên nói chung là dựa trên công nghệ chuyển mạch gói, cho phép hoạt động với nhiều tốc độ và dịch vụ khác nhau. 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 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. CHƯƠNG III: CẤU TRÚC MẠNG NGN ----ooo---- I. SỰ TIẾN HÓA TỪ MẠNG HIỆN CÓ LÊN NGN 1. Chiến lược tiến hóa Trong nhiều năm gần đây, nền công nghiệp Viễn thông vẫn đang trăn trở về vấn đề phát triển công nghệ căn bản nào và dùng mạng gì để hỗ trợ các nhà khai thác trong bối cảnh luật viễn thông đang thay đổi nhanh chóng, cạnh tranh ngày càng gia tăng mạnh mẽ. Khái niệm mạng thế hệ sau (hay còn gọi là mạng thế hệ tiếp theo - NGN) ra đời cùng với việc tái kiến trúc mạng, tận dụng tất cả các ưu thế về công nghệ tiên tiến nhằm đưa ra nhiều dịch vụ mới, mang lại nguồn thu mới, góp phần giảm chi phí khai thác và đầu tư ban đầu cho các nhà kinh doanh. Một chiến lược để phát triển nhịp nhàng từ 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 những phẩm chất của mạng NGN. Tuy nhiên bất kỳ bước đi nào trong tiến trình chuyển tiếp này cũng cần tạo điều kiện dễ dàng hơn cho mạng để rốt cuộc vẫn phát triển sang kiến trúc NGN dựa trên chuyển mạch gói. Bất cứ giải pháp nào được chọn lựa thì các hệ thống chuyển mạch truyền thống cũng sẽ phải tồn tại bên cạnh các phần tử mạng công nghệ mới trong nhiều năm tới. Mạng thế hệ sau được tổ chức dựa trên các nguyên tắc cơ bản sau : - Đáp ứng nhu cầu cung cấp các loại hình dịch vụ viễn thông phong phú, đa dạng, đa dịch vụ, đa phương tiện. - Mạng có cấu trúc đơn giản. - Nâng cao hiệu quả sử dụng, chất lượng mạng lưới và giảm thiểu chi phí khai thác và bảo dưỡng. - Dễ dàng mở rộng dung lượng, phát triển các dịch vụ mới. - Độ linh hoạt và tính sẵn sàng cao, năng lực tồn tại mạnh. Việc tổ chức mạng dựa trên số lượng thuê bao theo vùng địa lý và nhu cầu phát triển dịch vụ, không tổ chức theo địa bàn hành chính mà tổ chức theo vùng mạng hay vùng lưu lượng. Ở đây, chủ yếu chúng ta xem xét quá trình tiến hóa về cấu trúc từ mạng hiện có lên cấu trúc mạng NGN. Như hình vẽ, chúng ta nhận thấy mạng viễn thông hiện tại gồm nhiều mạng riêng lẻ kết hợp lại với nhau thành một mạng “hỗn tạp”, chỉ được xây dựng ở cấp quốc gia, nhằm đáp ứng được nhiều loại dịch vụ khác nhau. Xét đến mạng Internet, đó là 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 NGN cần tuân theo các chỉ tiêu : 1. NGN phải có khả năng hỗ trợ cả cho các dịch vụ của mạng Internet và của mạng hiện hành. 2. Một kiến trúc NGN 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 vụ đều phải được truyền qua mạng một cách thông suốt từ đầu cuối đến đầu cuối. 3. 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 tuyến. Vì vậy, mạng NGN sẽ tiến hóa 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). Để thực hiện việc chuyển dịch một cách thuận lợi từ mạng viễn thông hiện có sang mạng thế hệ sau, việc chuyển dịch phải phân ra làm ba mức (ở hai lớp : kết nối và chuyển mạch) Trước hết là chuyển dịch ở lớp truy nhập và truyền dẫn. Hai 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 thỏa mãn: • Càng đơn giản càng tốt • Tối ưu trong truyền tải gói dữ liệu • Khả năng giám sát chất lượng, giám sát lỗi và bảo vệ, khôi phục mạng khi có sự cố phải tiêu chuẩn hơn của công nghệ SDH/SONET - Hiện tại công nghệ RPT (Resilient Packet Transport) đang phát triển nhằm đáp ứng các chỉ tiêu này. Xây dựng mạng truy nhập băng rộng (như ADSL, LAN, modem cáp,…) để có thể cung cấp phương thức truy nhập băng rộng hướng đến phân nhóm cho thuê bao, cho phép truy nhập 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 NGN đã bắt đầu. Thứ hai là chuyển dịch mạng đường dài (mạng truyền dẫn). Sử dụng cổng 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 tắt nghẽn trong chuyển mạch kênh. So sánh công nghệ mạng hiện tại và tương lai : Cùng với sự tiến hóa ở lớp truy nhập và truyền dẫn, chức năng chuyển mạch của tổng đài ở lớp điều khiển được thay thế bằng một phần mềm chuyển mạch thông minh gọi là Softswitch (hay Call Agent) : Thứ ba là mạng chuyển dịch mạng nội hạt. Tổng đài điện thoại có rất nhiều giá máy và nhiều dữ liệu dịch vụ thoại nội hạt, không chỉ đầu tư lớn mà việc cải tạo cũng sẽ rất khó khăn. Có thể dùng thiết bị tổng hợp truy nhập băng rộng, có dung lượng lớn, thay thế giá máy thuê bao hiện có, dùng cổng mạng truy nhập tốc độ cao đến mạng IP, nhằm nâng cấp chuyển mạch mềm và bộ phục vụ ứng dụng, bảo đảm cho dịch vụ thoại nội hạt và dịch vụ IP. 2. Sự tiến hóa từ các mạng hiện có lên NGN ¨Sự phát triển từ PSTN lên NGN Thoại luôn là dịch vụ được xét đến hàng đầu trong quá trình xây dựng mạng. Do đó, ở đây ta xem xét một minh họa về sự chuyển dịch thoại từ PSTN sang NGN . Mạng PSTN hiện tại : Phát triển lên NGN : ¨Đối với các mạng dịch vụ khác : Từ những phân tích trên, chúng ta xây dựng sự tiến hóa bằng sơ đồ lớp chức năng của các mạng : • Mạng hiện tại : Con đường phát triển của các mạng hiện tại là tạo ra một mạng chuyển mạch gói bên cạnh mạng PSTN để hỗ trợ thoại cũng như số liệu, và cấu hình để vận hành như một chuyển mạch quá giang khác. Để làm được việc này, điều cần thiết đối với mạng chuyển mạch gói là phải truyền thông được với PSTN nhờ sử dụng báo hiệu SS7. Truy cập tốc độ cao sẽ qua các công nghệ DSL (Digital Subcriber Line), các modem cáp, các đầu cuối di động và vô tuyến băng rộng. Tuy nhiên truyền dẫn quang DWDM, PON (Passive Optical Network) sẽ là xu thế phát triển của tương lai. Thoại là yếu tố quyết định trong sự phát triển sang các mạng đa dịch vụ. Một số lượng lớn các thiết bị đang xuất hiện trên thị trường để hộ trợ điện thoại trên các mạng IP. Các thiết bị này vừa phục vụ cho tư gia khách hàng vừa cho các mạng hữu tuyến. Có một sức nặng đằng sau ý kiến cho là IP là chọn lựa tất yếu cho tương lai. Các cổng VoIP quy mô doanh nghiệp vừa mới được đưa vào hoạt động và các nhà khai thác đã có các mạng IP toàn cầu, trong đó có cả nhà khai thác của Châu Á. Tập đoàn ITXC ( Internet Telephony Exchange Carrier) đã có một thỏa thuận với Viễn Thông Nhật Bản ( Telecom Japan) để kết cuối lưu lượng và các nút quốc tế của họ tại nhiều nước Châu Á. Công ty VIP Calling có nhiều nút tại Châu Á, kể cả một nút vừa được thông báo ở Đài Loan. Công ty Singtel đang cung cấp một tuyến kết nối từ Singapore tới Trung Quốc và Trung Quốc đã tiến hành thử nghiệm với điện thoại Internet, qua đó thấy rằng nó được sử dụng cho các cuộc gọi nội địa nhiều hơn quốc tế. VSNL ở Ấn Độ cũng đang tiến hành thử nghiệm với điện thoại Internet nhưng thu được chất lượng thoại kém vì thiếu dung lượng đường trục quốc tế. Các dịch vụ VoIP sẽ bắt đầu được sử dụng rộng rãi ở Hồng Kông từ 1/1/2000 khi chấm dứt sự độc quyền của HongKong Telecom. Nhiều nhà khai thác điện thoại Internet khác đang chuẩn bị dịch vụ ở Nhật Bản, Hàn Quốc, Đài Loan, Hồng Kông và Thái Lan. Để cung cấp truy nhập tốc độ cao, các modem cáp hiện nay được triển khai rộng rãi tại Mỹ, và ADSL đang được triển khai tại nhiều thành phố của Mỹ. Những công nghệ này cũng bắt đầu phát triển ở Châu Âu, Châu Á, đặc biệt là Trung Quốc, nơi mạng truyền hình cáp đã tới nhiều gia đình hơn cả PSTN. Trung Quốc đã thông báo chuyển sang điện thoại IP, coi đó là cơ sở mạng tương lai của họ. Các hệ thống truy nhập vô tuyến băng rộng cũng đang được hoạch định để cài đặt qua các hệ thống “cáp vô tuyến” ở nhiều vùng Châu Á và hãng Sony đã công bố kế hoạch triển khai một mạng vô tuyến băng rộng ở Nhật Bản trong vòng ba năm tới đây. Việt Nam đã có kế hoạch xây dựng mạng thế hệ sau. Theo cấu hình và tổ chức khai thác mạng dựa trên địa bàn hành chính hiện nay của mạng Viễn thông Việt Nam, chất lượng dịch vụ viễn thông được cung cấp sẽ bị ảnh hưởng. Vì vậy, việc cung cấp các dịch vụ Viễn thông và tổ chức khai mạng dựa trên số lượng thuê bao theo vùng địa lý, nhu cầu phát triển dịch vụ và tổ chức theo cùng lưu lượng đã được đề xuất . Tuy nhiên, lộ trình vẫn chưa thể công bố. 3. Kết luận Xu hướng phát triển mạng Viễn thông theo cấu trúc mạng thế hệ mới là xu hướng chung trên thế giới. Mỗi quốc gia, mỗi nhà khai thác phải chọn một cách đi, một lộ trình phù hợp với tình hình thực tế mạng của mình. Không chỉ ở Việt Nam, nhiều nước trên thề giới, do đặc điểm địa lý, kinh tế, văn hóa, xã hội ở từng vùng mà nhu cầu phát triển dịch vụ viễn thông ở các vùng trong toàn quốc là khác nhau. Có sự chênh lệch khá lớn giữa nhu cầu và khả năng phát triển dịch vụ, khả năng thu hồi vốn đầu tư mạng viễn thông giữa các vùng trong cả nước, đặc biệt là giữa các đô thị và các các vùng nông thôn miền núi. Mặt khác, với tính chất truyền thông không chỉ là một ngành kinh doanh đơn thuần mà còn mang ý nghĩa sâu sắc về chính trị, xã hội, an ninh quốc gia, đặc biệt trong nền kinh tế tri thức và xu thế mở cửa hội nhập. Do những đặc điểm này, ở nhiều quốc gia, việc tổ chức mạng dựa trên số lượng thuê bao theo vùng địa lý và nhu cầu phát triển dịch vụ, không tổ chức theo địa bàn hành chính mà tổ chức theo vùng lưu lượng. Trong quá trình xây dựng và tổ chức mạng phạm vi giữa các lớp, việc kết nối giữa các thành phần mạng được xác định và phân định rõ ràng trách nhiệm và quyền lợi của các nhà kinh doanh dịch vụ (cung cấp dịch vụ) và các nhà kinh doanh mạng ( cung cấp kết nối), nhằm đảm bảo tính cạnh tranh lành mạnh để cùng phát triển, đồng thời giữ vững vai trò chủ đạo của Nhà nước nhằm đảm bảo an toàn thông tin, góp phần giữ vững an ninh chính trị, xã hội và phát triển kinh tế trên toàn quốc. Mạng Viễn thông Việt Nam mà nồng cốt là mạng viễn thông của tổng công ty BCVT VN đã được số hóa hoàn toàn về cả truyền dẫn lẫn chuyển mạch với các thiết bị công nghệ mới, hiện đại trên toàn quốc, cùng với mạng thuê bao rộng lớn và nhiều điểm cung cấp dịch vụ, là một thuận lợi lớn trong quá trình phát triển tiến tới cấu trúc mạng thế hệ mới cung cấp đa dịch vụ, đa phương tiện, chất lượng cao. II. CẤU TRÚC LUẬN LÝ (CẤU TRÚC CHỨC NĂNG) CỦA 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. Nhiều hãng viễn thông lớn đã đưa ra mô hình cấu trúc mạng thế hệ mới như Alcatel, Ericssion, Nortel, Siemens, Lucent, NEC,… Bên cạnh việc đưa ra nhiều mô hình cấu trúc mạng NGN khác nhau và kèm theo là các giải pháp mạng cũng như những sản phẩm thiết bị mới khác nhau. Các hãng đưa ra các mô hình cấu trúc tương đối rõ ràng và các giải pháp mạng khá cụ thể là Alcatel, Siemens, Ericsions. Nhìn chung từ các mô hình này, cấu trúc mạng mới có đặc điểm chung là bao gồm các lớp chức năng sau : - Lớp nết nối (Access + Transport/ Core) - Lớp trung gian hay lớp truyền thông (Media) - Lớp điều khiển (Control) - Lớp quản lý (Management) Trong các lớp trên, lớp điều khiển hiện nay đang 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. 1. Mô hình phân lớp chức năng của mạng NGN 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. Cấu trúc luận lý của mạng NGN Kiến trúc mạng NGN sử dụng chuyển mạch gói cho cả thoại và dữ liệu. Nó phân chia các khối vững chắc của tổng đài hiện nay thành các lớp mạng riêng lẽ, các lớp này liên kết với nhau qua các giao diện mở tiêu chuẩn. Sự thông minh của xử lý cuộc gọi cơ bản trong chuyển mạch củaPSTN thực chất là đã được tách ra từ phần cứng của ma trận chuyển mạch. Bây giờ, sự thông minh ấy nằm trong một thiết bị tách rời gọi là chuyển mạch mềm (softswitch) cũng được gọi là một bộ điều khiển cổng truyền thông (Media Gateway Controller) hoặc là một tác nhân cuộc gọi (Call Agent), đóng vai trò phần tử điều khiển trong kiến trúc mạng mới. Các giao diện mở hướng tới các ứng dụng mạng thông minh (IN- Intelligent Network) và các server ứng dụng mới tạo điều kiện dễ dàng cho việc nhanh chóng cung cấp dịch vụ và đảm bảo đưa ra thị trường trong thời gian ngắn. Tại lớp truyền thông, các cổng được đưa vào sử dụng để làm thích ứng thoại và các phương tiện khác với mạng chuyển mạch gói. Các media gateway này được sử dụng để phối ghép hoặc với thiết bị đầu cuối của khách hàng (RGW- Residental Gateway), với các mạng truy nhập (AGW- Access Gateway) hoặc với mạng PSTN (TGW- Trunk Access). Các server phương tiện đặc biệt rất nhiều chức năng khác nhau, chẳng hạn như cung cấp các âm quay số hoặc thông báo. Ngoài ra, chúng còn có các chức năng tiên tiến hơn như : trả lời bằng tiếng nói tương tác và biến đổi văn bản sang tiếng nói hoặc tiếng nói sang văn bản. Các giao diện mở của kiến trúc mới này cho phép các dịch vụ mới được giới thiệu nhanh chóng. Đồng thời chúng cũng tạo thuận tiện cho việc giới thiệu các phương thức kinh doanh mới bằng cách chia tách chuỗi giá trị truyền thống hiện tại thành nhiều dịch vụ có thể do các hãng khác nhau cung cấp. Hệ thống chuyển mạch NGN 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 nhập 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 NGN. 2.1 Lớp truyền dẫn và truy nhập Phần truyền dẫn - Lớp vật lý : Truyền dẫn quang với kỹ thuật ghép kênh bước sóng quang DWDM sẽ được sử dụng. - Lớp 2 và lớp 3 : ¨Truyền dẫn trên mạng lõi (core network) dựa vào kỹ thuật gói cho tất cả các dịch vụ với chất lượng dịch vụ QoS tùy 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 MAN 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, các khối chuyển mạch PLM nhưng ở mạng đường trục, kỹ thuật truyền tải chính là IP hay IP/ATM. ¨Có các hệ thống chuyển mạch, hệ thống định tuyến cuộc gọi. - Chức năng : Lớp truyền tải trong cấu trúc mạng NGN 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. Nó có khả năng lưu trữ lại các sự kiện xảy ra trên mạng (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 nhập : - Lớp vật lý : ¨ Hữu tuyến : Cáp đồng, xDSL hiện đang sử dụng. Tuy nhiên trong tương lai truyền dẫn quang DWDM, PON (Passive Optical Network) sẽ dần dần chiếm ưu thế và thị trường xDSL, modem cáp dần dần thu hẹp lại. ¨Vô tuyến : thông tin di động - công nghệ GSM hoặc CDMA, truy nhập vô tuyến cố định, vệ tinh. - Lớp 2 và lớp 3 : Công nghệ IP sẽ làm nền cho mạng truy nhập. - Thành phần : ¨ Phần truy nhập gồm các thiết bị truy nhập 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 nhập tích hợp IAD. Thuê bao có thể sử dụng mọi kỹ thuật truy nhập (tương tự, số, TDM, ATM, IP,…) để truy nhập vào mạng dịch vụ NGN. - Chức năng : Như tên gọi, lớp truy nhập 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 NGN kết nối với hầu hết các thiết bị đầu cuối chuẩn và không chuẩn 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, … 2.2 Lớp truyền thông - Thành phần : Thiết bị ở lớp truyền thông là các cổng truyền thông (MG– Media Gateway) bao gồm : Các cổng truy nhập : AG (Access Gateway) kết nối giữa mạng lõi với mạng truy nhập, RG (Residental gateway) kết nối mạng lõi với mạng thuê bao tại nhà. Các cổng giao tiếp : TG (Trunking Gateway) kết nối giựa 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 nhập khác với kỹ thuật chuyển mạch gói IP hay ATM ở mạng đường trục. Hay nói cách khác, lớp này chịu trách nhiệm chuyển đổi các loại môi trường ( chẳng hạn như PSTN, FramRelay, LAN, vô tuyến,…) sang môi trường truyền dẫn gói được áp dụng trên mạng lõi và ngược lại. Nhờ 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 nhập dưới sự điều khiển của các thiết bị thuộc lớp điều khiển. 2.3 Lớp 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 Sever), FS (Feature Server), AS (Application Server). Theo MSF (MutiService Switching Forum), lớp điều khiển cần được tổ chức theo kiểu module và có thể bao gồm một số bộ điều khiển độc lập. Ví dụ có các bộ điều khiển riêng cho các dịch vụ : thoại / báo hiệu số 7, ATM / SVC, IP/MPLS, … Hình: Cấu trúc mạng chuyển mạch đa dịch vụ. - 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 thực 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. · Thu nhận thông tin báo hiệu từ các cổng và chuyển thông tin này đến các thành phần thích hợp trong lớp điều khiển. · Quản lý và bảo dưỡng hoạt động của các tuyến kết nối thuộc phạm vi điều khiển. Thiết lập và quản lý hoạt động của các luồng yêu cầu đối với chức năng dịch vụ trong mạng. Báo hiệu với các thành phần ngang cấp. Các chức năng quản lý, chăm sóc khách hàng cũng được tích hợp trong lớp điều khiển. Nhờ 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. 2.4 Lớp ứng dụng - Thành phần : Lớp ứng dụng gồm các nút thực thi dịch vụ SEN (Service Excution Node), thực chất là 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 thực hiện làm chủ việc thực hiện điều khiển logic của chúng và truy nhập 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. Nhờ đó mà các nhà cung cấp dịch vụ có thể phát triển các ứng dụng và triển khai nhanh chóng trên các dịch vụ mạng. Một số ví dụ về các loại ứng dụng dịch vụ được đưa ra sau đây: - Các dịch vụ thoại - Các dịch vụ thông tin và nội dung - VPN cho thoại và số liệu - Video theo yêu cầu - Nhóm các dịch vụ đa phương tiện - Thương mại điện tử - Các trò chơi trên mạng thời gian thực. …… 2.5 Lớp quản lý Lớp quản lý là một lớp đặc biệt xuyên suốt các lớp từ lớp 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 quản lý với các chức năng điều khiển. Vì căn bản NGN 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. Từ những phân tích trên, ta xây dựng sơ đồ các thực thể chức năng của mạng NGN: Hình: Các thực thể chức năng trong NGN AS-F: Application Server Function MS-F: Media Server Function MGC-F: Media Gateway Control Function CA-F: Call Agent Function IW-F: Interworking Function R-F: Routing Function A-F: Accounting Function SG-F: Signaling Gateway Function MG-F: Media Gateway Function Nhiệm vụ của từng thực thể như sau: - AS-F: đây là thực thể thi hành các ứng dụng nên nhiệm vụ chính là cung cấp các logic dịch vụ và thi hành một hay nhiều các ứng dụng/dịch vụ. - MS-F: cung cấp các dịch vụ tăng cường cho xử lý cuộc gọi. Nó hoạt động như một server để xử lý các yêu cầu từ AS-F hoặc MGC-F. - MGC-F: cung cấp logic cuộc gọi và tín hiệu báo hiệu xử lý cuộc gọi cho một hay nhiều Media Gateway. - CA-F: là một phần chức năng của MGS-F. Thực thể này được kích hoạt khi MGC-F thực hiện việc điều khiển cuộc gọi. ._.g phải hoạt động tích cực để tìm ra phương thức mới, nhằm giữ và thu hút hầu hết các khách hàng có tiềm năng. Các nhà cung cấp dịch vụ hiện nay đang cố gắng tìm ra lối đi riêng cho mình để tạo ra sự khác biệt với các nhà cung cấp khác, chẳng hạn như tìm kiếm phương thức mới để đóng nhãn và đóng gói dịch vụ, thực hiện giảm các chi phí hoạt động,… Mạng thế hệ sau NGN là bước kế tiếp của thế giới viễn thông, có thể được hiểu là mạng dựa trên công nghệ chuyển mạch gói, nơi mà các chuyển mạch và các phần tử truyền thông (như các bộ định tuyến, các bộ chuyển mạch và gateway) được phân biệt một cách luận lý và vật lý theo khả năng điều khiển thông minh dịch vụ hoặc cuộc gọi. Khả năng điều khiển thông minh này thường hỗ trợ cho tất cả các loại dịch vụ trên mạng truyền thông, từ dịch vụ thoại cơ bản (Basic Voice Telephony Services) cho đến các dịch vụ dữ liệu, hình ảnh, đa phương tiện, băng rộng tiên tiến (Advanced Broadband), và các ứng dụng quản lý (Management Application). Mạng đa dịch vụ (góc độ dịch vụ) Như đã đề cập ở các phần trước, NGN là sự tập trung của ba loại mạng chính: mạng thoại PSTN, mạng di động và mạng chuyển mạch gói (mạng Internet). Cấu trúc này phân phối toàn bộ các phương thức truy nhập, hầu hết các công nghệ và ứng dụng mới. Từ đó tạo ra nhiều dịch vụ mới. Cấu trúc NGN dạng module Có ba loại dịch vụ chủ yếu trong NGN: dịch vụ thời gian thực và thời gian không thực, dịch vụ nội dung, dịch vụ quản lý. Các dịch vụ này giúp cho các nhà khai thác có sự điều khiển, bảo mật và độ tin cậy tốt hơn đồng thời giảm chi phí vận hành. Nhờ đó, các nhà cung cấp dịch vụ có thể nhanh chóng có nguồn thu mới. Xây dựng trên các thành phần mở và được module hóa, trên các giao thức chuẩn và các giao diện mở, NGN đã trở thành một phương tiện thực hiện mục đích là cho phép kết nối giữa con người và máy móc ở bất cứ khoảng cách nào. Nói cách khác, NGN có khả năng cung cấp các yêu cầu đặc biệt của tất cả khách hàng công ty, văn phòng ở xa, văn phòng nhỏ, nhà riêng,… Nó hợp nhất thoại hữu tuyến và vô tuyến, dữ liệu, video,… bằng cách sử dụng chung một lớp truyền tải gói. Các lớp dịch vụ của NGN linh hoạt, chi phí hiệu quả và có khả năng mở rộng hơn đối với các dịch vụ trước đây. II. NHU CẦU NGN ĐỐI VỚI CÁC NHÀ CUNG CẤP DỊCH VỤ Mạng Internet đang xử lý khá tốt tất cả các dịch vụ chúng ta yêu cầu. Giải pháp của mạng Internet đơn giản là sử dụng các thiết bị đầu cuối thuê bao CPE (Customer Premise Equipment) tiên tiến như PC, smart phone, settop- box,… Dịch vụ được thực hiện tại các hệ thống đầu cuối. Các xí nghiệp, các công ty phần mềm và một số trường Đại học, trung học sẽ phát triển các ứng dụng và tải chúng từ mạng Internet đến các thiết bị CPE. Các yêu cầu đối với mạng truyền tải công cộng là tính tin cậy và băng thông truyền dẫn cao. Như vậy tại sao các nhà cung cấp dịch vụ lại quan tâm đến dịch vụ NGN? Tại sao họ không theo phương thức kinh doanh cũ? Sau đây là một số lý do tiêu biểu: · Nhà cung cấp có thể tồn tại với phương thức cũ (nếu họ may mắn), tuy nhiên chắc chắn họ sẽ không thành công. Các nhà cung cấp đang bắt buộc cạnh tranh về giá để đảm bảo thu nhập. Trong lúc đó, các đối thủ cạnh tranh đưa ra các dịch vụ hấp dẫn để được các khách hàng “béo bở” nhất. Do đó nếu nhà cung cấp dịch vụ muốn thành công trong thời đại mới, họ buộc phải thêm giá trị vào các dịch vụ truyền thống của mình. NGN hỗ trợ các dịch vụ mới tiên tiến nên cho phép họ giữ được các khách hàng quan trọng và mở rộng thị trường trong nhiều khu vực mới. · Mạng lưới hiện nay không thể cung cấp tất cả các yêu cầu của khách hàng Một điều không thể nghi ngờ là các dịch vụ của một vài khách hàng đang chuyển dần ra biên mạng. Nhà cung cấp mạng công cộng không thể chống lại khuynh hướng này. Tuy nhiên họ không chấp nhận thất bại. Kinh doanh các dịch vụ thông tin mới trở thành một ngành công nghiệp có thể thu về hàng tỷ đô la. Cuối cùng có một thực tế là một số người muốn sử dụng các dịch vụ mới trên nền CPE, trong khi số khác lại thích dịch vụ trên nền mạng. · Các dịch vụ trên nền mạng có nhiều ưu điểm. Với một số nhỏ các dịch vụ đơn giản không yêu cầu làm việc giữa khách hàng với nhau, các dịch vụ trên nền CPE có thể hiệu quả. Tuy nhiên, khi số lượng khách hàng làm việc với nhau tăng, các dịch vụ trên nền mạng tỏ ra có nhiều lợi thế hơn. Ví dụ, các ứng dụng trên nền mạng linh hoạt hơn và có khả năng mở rộng hơn so với các dịch vụ trên nền CPE. Với các ứng dụng trên nền CPE, thiết bị CPE cần phải tinh vi, phức tạp hơn (và do đó, đắt tiền hơn) để đảm bảo các yêu cầu về các ứng dụng tiên tiến hơn. Giải pháp trên nền mạng cho phép chia sẻ tài nguyên và dễ dàng mở rộng để đáp ứng các yêu cầu đó. Thứ hai, dịch vụ trên nền CPE khó khăn trong việc cung cấp các dịch vụ đối với thuê bao di động. Nếu khách hàng muốn truy nhập vào các dịch vụ của họ tại những địa điểm khác nhau, họ cần phải mang thiết bị CPE theo hay tải phần mềm từ vị trí mới, lãng phí thời gian và tài nguyên mạng. Với các dịch vụ trên nền mạng, khách hàng có thể truy nhập vào các dịch vụ của họ bất kể từ vị trí nào. Cuốâi cùng, các vấn đề khách hàng quan tâm như tính cước, quản lý cấu hình, dự phòng và các dạng quản lý khác được xử lý dễ dàng hơn đối với các dịch vụ trên nền mạng. NGN sẽ cho phép các nhà khai thác cung cấp với chi phí hiệu quả của các dịch vụ mới phức tạp hơn bằng cách xây dựng một lõi liên hệ với các dịch vụ truyền tải truyền thống. Thêm vào đó, việc hợp nhất các ứng dụng NGN làm giảm chi phí bằng cách loại bỏ các nhược điểm của các dịch vụ riêng lẻ hiện nay. NGN còn giảm thời gian thương mại hóa và xoay vòng vốn nhanh hơn khi cung cấp các dịch vụ mới. Và sau cùng, NGN mở rộng các dịch vụ tiên tiến, tăng khả năng cạnh tranh và mở rộng khả năng thâm nhập thị trường của họ. III. YÊU CẦU CỦA KHÁCH HÀNG Sau đây là phân tích yêu cầu của một số khách hàng đặc trưng: ¨ Công ty lớn: - Dịch vụ VPN cho kết nối nội bộ, và dịch vụ truyền dẫn (chẳng hạn như leased line) kết nối với bên ngoài. Có nhu cầu quản lý dịch vụ và mạng. - Dung lượng băng thông lớn, phân phối băng thông linh hoạt. - Yêu cầu QoS là bắt buộc, có sự dự phòng. ¨ Công ty trung bình: - Dịch vụ VPN cho kết nối nội bộ và các dịch vụ văn phòng kết nối với bên ngoài như: thoại, Internet, fax,… - Dung lượng băng thông trung bình. - QoS: quan trọng ¨ Công ty nhỏ, văn phòng đặt tại nhà: - Dịch vụ kết nối từ xa, dịch vụ văn phòng như thoại, fax, dữ liệu, Internet,.. - Dung lượng băng thông trung bình. - QoS: ít quan trọng. ¨ Thuê bao tại nhà - Dịch vụ kết nối từ xa và các dịch vụ tại nhà như thoại, Internet, di động, giải trí, điều khiển các thiết bị trong nhà,… - Dung lượng băng thông nhỏ. - QoS: ít quan trong. IV. DỊCH VỤ NGN 1. Xu hướng các dịch vụ trong tương lai Để xác định được các dịch vụ trong mạng thế hệ sau cũng như chiến lược đầu tư của các công ty, xu hướng phát triển các dịch vụ trong tương lai là vấn đề rất cần xem xét. · Trước hết chúng ta cần quan tâm đến xu hướng của dịch vụ thoại. Đây là dịch vụ phổ biến, lâu đời và thu nhiều lợi nhuận nhất từ những ngày đầu cho đến nay. Do đó, dịch vụ thoại truyền thống sẽ tiếp tục tồn tại trong thời gian dài. Sau đó, một phần dịch vụ truyền thống này chuyển sang thông tin di động và thoại qua IP. · Đối với dịch vụ truyền thông đa phương tiện, hiện nay H.323 đã là môi trường cho giải pháp thoại qua giao thức IP và các dịch vụ đa phương tiện tương đối đơn giản. Tuy nhiên, sau đó SIP sẽ thay thế cho H.232 do SIP có nhiều ưu điểm hơn và thích hợp với các dịch vụ truyền thông đa phương tiện phức tạp. · Trong tương lai, tính cước dịch vụ theo nội dung và chất lượng, không theo thời gian sẽ chiếm ưu thế. · Nhiều dịch vụ và truy nhập ứng dụng thông qua các nhà cung cấp dịch vụ và truy nhập ứng dụng sẽ phát triển mạnh. Các dịch vụ leased line, ATM, Frame Relay hiện nay sẽ tiếp tục tồn tại thêm một thời gian nữa do các tổ chức kinh doanh không muốn thay đổi thiết bị chỉ vì thay đổi dịch vụ kết nối. Dịch vụ IP-VPN sẽ trở thành một lựa chọn hấp dẫn. · Cuối cùng, phương thức truy nhập mạng, ra lệnh, nhận thông tin,… bằng lời nói (voice portal) sẽ là một chọn lựa trong tương lai. Hiện nay, kỹ thuật chuyển đổi từ lời nói sang file văn bản và ngược lại đang phát triển mạnh. 2. Các đặc trưng của dịch vụ NGN Mặc dù thật khó để dự đoán hết các ứng dụng trong tương lai, nhưng chúng ta có thể chỉ ra các đặc trưng và các khả năng quan trọng của dịch vụ trong môi trường NGN bằng cách xem xét các xu hướng công nghiệp liên quan đến dịch vụ hiện nay. Một điều chắc chắn là chúng ta đang dịch chuyển từ mạng chuyển mạch kênh, trên nền TDM sang mạng dựa trên chuyển mạch gói, dựa trên truyền tải tế bào hay khung. Tuy nhiên các thay đổi này là trong mạng truyền tải và ở đây chúng ta chỉ xem xét ở mức dịch vụ. Các nhà cung cấp dịch vụ mạng truyền thống đã cung cấp các dịch vụ với khuynh hướng thoại băng hẹp, bằng một kết nối đơn điểm-điểm trong mỗi cuộc gọi trên một thị trường rộng lớn giữa các thuê bao đầu cuối, với các khả năng sử dụng các dịch vụ giá trị gia tăng khác nhau. Dù sao, các dịch vụ này đã làm thay đổi nhanh chóng đến nền kinh tế thế giới và thông tin cũng được xem như một nguồn tài nguyên cơ sở. Trong khi các dịch vụ hiện tại vẫn được các nhà cung cấp giữ lại, thì khách hàng lại sẽ hướng đến các dịch vụ đa phương tiện băng rộng và các dịch vụ mang nhiều thông tin. Khách hàng có thể tương tác với nhau thông qua mạng nhờ các thiết bị CPE tinh vi và có thể chọn trên phạm vi rộng chất lượng dịch vụ (QoS) và dải tần. Trong tương lai, mạng thông minh sẽ không chỉ tạo ra các tuyến kết nối bằng cách dựa trên cơ sở dữ liệu đơn giản mà còn có thể mang nhiều thông tin rộng hơn như: quản lý session đa phương tiện, các kết nối đa công nghệ, điều khiển/quản lý thông minh, bảo mật cao, các dịch vụ chỉ dẫn trực tuyến, các phần tử giám sát,… Sự phát triển của các dịch vụ truyền thông hiện nay sẽ hướng tới việc các nhà cung cấp dịch vụ phải có sự mềm dẻo, linh hoạt để phục vụ được cả thị trường lớn và nhỏ. Các quyết định về việc cung cấp dịch vụ của họ có thể gặp nhiều vấn đề phải giải quyết như giá cả, việc đóng gói, tiếp thị cũng như sự tiện ích của dịch vụ thực tế khi cung cấp. Khi có nhiều phương tiện truyền tin, nhà cung cấp dịch vụ, nhà cung cấp thiết bị và các doanh nghiệp thương mại liên quan đến việc cung cấp dịch vụ, liên mạng và các hệ thống thương mại sẽ trở nên càng quan trọng. Mục tiêu chính của dịch vụ NGN là cho phép khách hàng có thể lấy thông tin họ muốn ở bất kỳ dạng nào, trong bất kỳ điều kiện nào, tại mọi nơi và dung lượng tùy ý. Dựa trên các khuynh hướng được đề cập ở trên, sau đây là một số đặc tính dịch vụ quan trọng trong môi trường NGN: · Liên lạc thông tin rộng khắp, thời gian thực, đa phương tiện, đảm bảo độ tin cậy, thân thiện trong việc liên kết các thuê bao, truy nhập tốc độ cao và truyền tải thông tin với bất kỳ phương tiện nào, vào mọi lúc, tại mọi nơi,… · Nhiều thực thể và các phần tử mạng thông minh được phân bố trên toàn mạng. Nó bao gồm các ứng dụng cho phép truy nhập và điều khiển các dịch vụ mạng. Nó cũng có thể thực hiện các chức năng cụ thể thay thế cho nhà cung cấp dịch vụ hoặc mạng. Ta có thể xem nó như một tác tử quản lý có thể thực hiện giám sát tài nguyên mạng, tập hợp các số liệu,… · Dễ dàng sử dụng. Khách hàng không bị ảnh hưởng từ các quá trình tập trung, xử lý và truyền dẫn thông tin phức tạp của hệ thống. Nó cho phép khách hàng truy xuất và sử dụng các dịch vụ mạng một cách đơn giản hơn, bao gồm các giao diện người dùng cho phép tương tác tự nhiên giữa khách hàng và mạng. Khách hàng được cung cấp các thông tin hướng dẫn, các tùy chọn, các tương tác quản lý xuyên suốt các dịch vụ. Ngoài ra nó còn cung cấp các menu khác nhau cho những người chưa có kinh nghiệm ngược lại với những người đã có kinh nghiệm, và cung cấp một môi trường thống nhất cho các dạng thông tin. · NGN cho phép khách hàng quản lý hồ sơ các nhân, tự dự phòng các dịch vụ mạng, giám sát thông tin tính cước, cá nhân hóa giao diện người dùng, tạo ra và dự phòng các ứng dụng mới · Với việc quản lý thông tin thông minh, NGN giúp người dùng quản lý sự quá tải của thông tin bằng cách cung cấp cho họ khả năng tìm, sắp xếp và lọc các bản tin hoặc dữ liệu, quản lý chúng cho mọi phương tiện. 3. Các dịch vụ chính trong mạng NGN Trong thời gian hoàn thành tài liệu này, NGN vẫn đang trên đường triển khai. Do vậy, chúng ta sẽ gặp rất nhiều khó khăn trong việc xác định hết tất cả các loại hình dịch vụ mà NGN có khả năng cung cấp trong thời gian tới. Rất nhiều dịch vụ, một số đã sẵn sàng, một số khác chỉ ở mức khái niệm trong giai đoạn đầu của quá trình triển khai NGN. Trong khi một số dịch vụ có thể được cung cấp từ mặt bằng sẵn có, một số khác được cung cấp từ khả năng báo hiệu, quản lý và điều khiển của NGN. Mặc dù các dịch vụ mới là động lực chính tạo ra NGN, nhưng lợi nhuận của NGN trong giai đoạn đầu vẫn do các dịch vụ truyền thống mang lại. Do đó, các dịch vụ truyền thống được trang trải cho mạng, trong khi các dịch vụ mới phục vụ cho sự phát triển sau này. Hầu hết các dịch vụ truyền thống là các dịch vụ dựa trên cơ sở truy nhập/ truyền dẫn/ định tuyến/ chuyển mạch, dựa trên cơ sở khả năng kết nối/ tài nguyên và điều khiển phiên, và các dịch vụ giá trị gia tăng khác. NGN có khả năng cung cấp phạm vi rộng các loại hình dịch vụ, bao gồm: - Các dịch vụ tài nguyên chuyển dụng như: cung cấp và quản lý các bộ chuyển mã, các cầu nối hội nghị đa phương tiện đa điểm, các thư viện nhận dạng tiếng nói,… - Các dịch vụ lưu trữ và xử lý như: cung cấp và quản lý các đơn vị lưu trữ thông tin về thông báo, file servers, terminal servers, nền tảng hệ điều hành (OS platforms),… - Các dịch vụ trung gian như: môi giới, bảo mật, bản quyền,… - Các dịch vụ ứng dụng cụ thể như: các ứng dụng thương mại, các ứng dụng thương mại điện tử,… - Các dịch vụ cung cấp nội dung mà nó có thể cung cấp hoặc môi giới nội dung thông tin như: đào tạo, các dịch vụ xúc tiến thông tin,.. - Các dịch vụ interworking dùng để tương tác với các dịch vụ khác, các ứng dụng khác, các mạng khác, các giao thức hoặc các định dạng khác như chuyển đổi EDI (Electronic Data Interchange). - Các dịch vụ quản lý, bảo dưỡng, vận hành và quản lý các dịch vụ và mạng truyền thông. Sau đây là một số dịch vụ mà chúng ta tin rằng nó sẽ chiếm vị trí quan trọng trong môi trường NGN, bao gồm một phạm vi rộng các dịch vụ từ thoại thông thường đến các dịch vụ tích hợp phức tạp như Thực tế ảo phân tán (Distributed Virtual Reality) nhằm nhấn mạnh rằng kiến trúc dịch vụ thế hệ sau sẽ cung cấp rất nhiều loại hình dịch vụ khác nhau. Một số dịch vụ NGN điển hình 3.1 Dịch vụ thoại (Voice Telephony) NGN vẫn cung cấp các dịch vụ thoại khác nhau đang tồn tại như chờ cuộc gọi, chuyển cuộc gọi, gọi ba bên, các thuộc tính AIN khác nhau, Centrex, Class,… Tuy nhiên cần lưu ý là NGN không cố gắng lặp lại các dịch vụ thoại truyền thống hiện đang cung cấp; dịch vụ thì vẫn đảm bảo nhưng công nghệ thì thay đổi. 3.2 Dịch vụ dữ liệu ( Data Service) Cho phép thiết lập kết nối thời gian thực giữa các đầu cuối, cùng với các đặc tả giá trị gia tăng như băng thông theo yêu cầu, tính tin cậy và phục hồi nhanh kết nối, các kết nối chuyển mạch ảo (SVC- Switched Virtual Connection), và quản lý dải tần, điều khiển cuộc gọi,… Tóm lại các dịch vụ dữ liệu có khả năng thiết lập kết nối theo băng thông và chất lượng dịch vụ QoS theo yêu cầu. 3.3 Dịch vụ đa phương tiện (Multimedia Service) Cho phép nhiều người tham gia tương tác với nhau qua thoại, video, dữ liệu. Các dịch vụ này cho phép khách hàng vừa nói chuyện, vừa hiển thị thông tin. Ngoài ra, các máy tính còn có thể cộng tác với nhau. 3.4 Dịch vụ sử dụng mạng riêng ảo (VPN) Thoại qua mạng riêng ảo cải thiện khả năng mạng, cho phép các tổ chức phân tán về mặt địa lý, mở rộng hơn và có thể phối hợp các mạng riêng đang tồn tại với các phần tử của mạng PSTN. Dữ liệu VPN cung cấp thêm khả năng bảo mật và các thuộc tính khác mạng của mạng cho phép khách hàng chia sẻ mạng Internet như một mạng riêng ảo, hay nói cách khác, sử dụng địa chỉ IP chia sẻ như một VPN. Dịch vụ VPN tiên tiến cho SOHO 3.5 Tính toán mạng công cộng (PNC- Public Network Computing) Cung cấp các dịch vụ tính toán dựa trên cơ sở mạng công cộng cho thương mại và các khách hàng. Ví dụ nhà cung cấp mạng công cộng có thể cung cấp khả năng lưu trữ và xử lý riêng ( chẳng hạn như làm chủ một trang web, lưu trữ/ bảo vệ/ dự phòng các file số liệu hay chạy một ứng dụng tính toán). Như một sự lựa chọn, các nhà cung cấp dịch vụ mạng công cộng có thể chung cấp các dịch vụ thương mại cụ thể (như hoạch định tài nguyên công ty (ERP- Enterprise Resource Planning), dự báo thời gian, hóa đơn chứng thực,…) với tất cả hoặc một phần các lưu trữ và xử lý xảy ra trên mạng. Nhà cung cấp dịch vụ có thể tính cước theo giờ, ngày,tuần,… hay theo phí bản quyền đối với dịch vụ. 3.6 Bản tin hợp nhất (Unified Messaging) Hỗ trợ cung cấp các dịch vụ voice mail, email, fax mail, pages qua các giao diện chung. Thông qua các giao diện này, người sử dụng sẽ truy nhập (cũng như được thông báo) tất cả các loại tin nhắn trên, không phụ thuộc vào hình thức truy nhập (hữu tuyến hay vô tuyến, máy tính, thiết bị dữ liệu vô tuyến). Đặc biệt kỹ thuật chuyển đổi lời nói sang file văn bản và ngược lại được thực hiện ở server ứng dụng cần phải được sử dụng ở dịch vụ này. 3.7 Môi giới thông tin ( Information Brokering) Bao gồm quảng cáo, tìm kiếm và cung cấp thông tin đến khách hàng tương ứng với nhà cung cấp. Ví dụ như khách hàng có thể nhận thong tin trên cơ sở các tiêu chuẩn cụ thể hay trên các cơ sở tham chiếu cá nhân,… 3.8 Thương mại điện tử (E-commerce) Cho phép khách hàng mua hàng hóa, dịch vụ được xử lý bằng điện tử trên mạng; có thể bao gồm cả việc xử lý tiến trình, kiểm tra thông tin thanh toán tiền, cung cấp khả năng bảo mật,… Ngân hàng tại nhà và đi chợ tại nhà nằm trong danh mục các dịch vụ này; bao gồm cả các ứng dụng thương mại, ví dụ như quản lý dây chuyển cung cấp và các ứng dụng quản lý tri thức. Dịch vụ thương mại điện tử còn được mở rộng sang lĩnh vực di động. Đó chính là dịch vụ thương mại điện tử di động (m-commerce– Mobile Commerce). Có nhiều khái niệm khác nhauvề m-commerce, nhưng ta có thể hiểu đây là dịch vụ cho phépngười sử dụng tham gia vào thị trường thương mại điện tử (mua vàbán) qua các thiết bị di động cầm tay. 3.9 Các dịch vụ chuyển cuộc gọi (Call Center Service) Một thuê bao có thể chuyển một cuộc gọi thông thường đến trung tâm phân phối cuộc gọi bằng cách kích chuột trên một trang web. Cuộc gọi có thể xác định đường đến một agent thích hợp, mà nó có thể nằm bất cứ đâu thậm chí cả ở nhà (như trung tâm cuộc gọi ảo – Vitual Call Center). Các cuộc gọi thoại cũng như các tin nhắn e-mail có thể được xếp hàng giống nhau đến các agent. Các agent có các truy nhập điện tử đến các khách hàng, danh mục, nguồn cung cấp và thông tin yêu cầu, có thể được truyền qua lại giữa khách hàng và agent. 3.10 Trò chơi tương tác trên mạng (Interactive Gaming) Cung cấp cho khách hàng một phương thức gặp nhau trực tuyến và tạo ra các trò chơi tương tác (chẳng hạn như video games) 3.11 Thực tế ảo phân tán (Distributed Virtual Reality) Tham chiều đến sự thay đổi được tạo ra có tính chất kỹ thuật của các sự kiện, con người, địa điểm, kinh nghiệm,… của thế giới thực, ở đó những người tham dự và các nhà cung cấp kinh nghiệm ảo là phân tán về địa lý. Các dịch vụ này là yêu cầu sự phối hợp rất phức tạp của các tài nguyên khác nhau. 3.12 Quản lý tại nhà (Home Manager) Với sự ra đời của cá thiết bị mạng thông minh, các dịch vụ này có thể giám sát và điều khiển các hệ thống bảo vệ tại nhà, các hệ thống đang hoạt động, các hệ thống giải trí, và các công cụ khác tại nhà. Giả sử như chúng ta đang xem ti vi và có chuông cửa, không vấn đề gì cả, ta chỉ việc sử dụng điều khiển ti vi từ xa để xem được trên màn hình ai đang đứng trước cửa nhà mình. Hoặc chẳng hạn như chúng ta có thể quan sát được ngôi nhà của mình trong khi đang đi xa, hoặc quan sát được người trông trẻ đang chăm sóc em bé như thế nào khi ta đang làm việc tại cơ quan. Ngoài các dịch vụ đã nêu trên còn có rất nhiều dịch vụ khác có thể triển khai trong môi trường NGN như: các dịch vụ ứng dụng trong y học, chính phủ điện tử, nghiên cứu nào tạo từ xa, nhắn tin đa phương tiện,… Như vậy các dịch vụ thế hệ sau là rất đa dạng và phong phú, việc xây dựng, phát triển và triển khai chúng là mở và linh hoạt. Chính vì vậy nó thuận tiện cho các nhà cung cấp dịch vụ và ứng dụng triển khai dịch vụ đến cho khách hàng trong môi trường NGN. V. KIẾN TRÚC DỊCH VỤ THẾ HỆ SAU Cấu trúc mạng đa dịch vụ (từ góc độ mạng) Sự hiểu biết cấu trúc dịch vụ mạng thế hệ mới sẽ giúp làm sáng tỏ các yêu cầu đối với mỗi phát hành về công nghệ NGN. Xét trên lớp ứng dụng dịch vụ, có hai thành phần chức năng được thêm vào cấu trúc mạng thế hệ sau: chức năng server ứng dụng và chức năng media server. Cấu trúc chức năng lớp ứng dụng ¨ Chức năng của Server ứng dụng - Cung cấp một flatform phân phối dịch vụ đối với các dịch vụ tiên tiến - SIP là giao thức được sử dụng giữa các bộ điều khiển cuộc gọi (MGC) và các server ứng dụng. - Có thể cung cấp các giao diện mở APIs cho việc tạo và triển khai các dịch vụ (như giao diện JAIN, Parlay,CLP,…) Các API đặt bên cạnh server ứng dụng - Là nền tảng cho việc thực thi và quản lý các dịch vụ. - Triển khai các dịch vụ nhanh chóng và nâng cấp các dịch vụ hiện có. ¨ Chức năng của Media Server - Cung cấp các tài nguyên phương tiện đặc trưng như IVR, hội thảo, fax,… - Các tài nguyên này thường là thu âm thanh, phát hiện nhấn phím, hội thảo, chuyển văn bản thành thoại, facsimile, nhận dạng tiếng nói,.. - Giao tiếp với server ứng dụng bằng giao thức MGCP và/hoặc SIP - Kết cuối một dòng RTP, đóng vai trò như một đầu cuối media. Cấu trúc chức năng này có thể được đặt theo nhiều kiểu cấu trúc vật lý khác nhau, như các hình sau: Mô hình cấu trúc vật lý 1 Mô hình cấu trúc vật lý 2 Phần này miêu tả ba đặc trưng quan trọng nhất của môi trường điều khiển thế hệ mới: 1. Kiến trúc phân lớp Khái niệm cấu trúc phân lớp là khái niệm trung tâm của môi trường NGN. NGN chia điều khiển dịch vụ/ session từ các phương thức truyền tải cơ sở. Điều này cho phép các nhà cung cấp lựa chọn (cho từng trường hợp cụ thể) các phương thức truyền tải thông tin không phụ thuộc vào phần mềm điều khiển. Như mô tả trong hình sau, điều khiển NGN có thể được phân tách thành điều khiển đặc tính (feature), điều khiển dịch vụ/ phiên, điều khiển kết nối. Sự phân tách giữa truy nhập, dịch vụ và điều khiển phiên trong lớp dịch vụ cho phép mỗi phiên được xử lý độc lập với các phiên khác. Do đó, nhiều phiên dịch vụ có thể được bắt đầu từ một phiên truy nhập. Tương tự, các phiên liên lạc có thể được xử lý riêng lẻ với phiên dịch vụ nói chung mà chúng là bộ phận (bằng cách đó cho phép cho phép điều khiển cuộc gọi và kết nối một cách riêng lẻ). Điều quan trọng nhất là các sự phân tách này cho phép các dịch vụ được phát triển độc lập với truyền dẫn và kết nối. Do vậy, các nhà phát triển dịch vụ có thể không cần hiểu hết các dịch vụ họ đang phát triển. Giao diện các dịch vụ mở API Đặc biệt, môi trường phát triển mở dựa trên giao diện lập trình ứng dụng (API) sẽ cho phép các nhà cung cấp dịch vụ, các nhà phát triển ứng dụng và các khách hàng tiềm năng tạo và giới thiệu các ứng dụng một cách nhanh chóng. Nó cũng mở ra nhiều cơ hội để tạo ra và phân phối các dịch vụ chonhiều khách hàng hơn. Như vậy, khả năng cung cấp các dịch vụ mới vàsáng tạo sẽ chỉ bị giới hạn bởi chính sự sáng tạo của chúng ta mà thôi. Kiến trúc phân lớp/ Giao diện dịch vụ mở 3. Mạng thông minh phân tán Trong môi trường các dịch vụ NGN, phạm vi thị trường của các dịch vụ có thể sử dụng được mở rộng một cách lớn mạnh gồm các loại hình dịch vụ khác nhau và mạng liên kết thông minh. Môi trường xử lý phân tán NGN (DPE – Distributed Processing Environment) sẽ giải phóng tính thông minh từ các phần tử vật lý trên mạng. Do vậy, tính thông minh của mạng có thể được phân tán đến các vị trí thích hợp trong mạng hoặc nếu có thể, đến CPE. Ví dụ, khả năng thông minh của mạng có thể nằm ở các server cho một dịch vụ nào đó, trên các server nay thực hiện các chức năng cụ thể ( ví dụ như các điểm điều khiển dịch vụ SCP, các node dịch vụ trong một môi trường AIN), hoặc trên các thiết bị đầu cuối gần khách hàng. Các khả năng thực hiện sẽ không bị ràng buộc trong các thành phần vật lý của mạng. NGN với các nút truy nhập phân tán VI. KẾT LUẬN Nhìn từ góc độ người sử dụng, mạng ngày nay đã và đang trở thành phương tiện cho phép con người và máy móc có thể kết nối với nhau ở bất kỳ khoảng cách nào. Tuy nhiên, nhân tố quan trọng được tập trung nhiều là nền công nghiệp truyền thông dựa trên khái niệm dịch vụ NGN được thực hiện trong môi trường NGN như thế nào từ các góc độ mạng khác nhau. PHẦN B PHẦN MỀM MÔ PHỎNG I. MÔ PHỎNG QUÁ TRÌNH THỰC HIỆN CUỘC GỌI SỬ DỤNG CHUYỂN MẠCH MỀM: Khi có một thuê bao nhấc máy (thuộc PSTN) và chuẩn bị thực hiện cuộc gọi thì tổng đài nội hạt quản lý thuê bao đó sẽ nhận biết trạng thái off-hook của thuê bao. Và Signaling Gateway (SG) nối với tổng đài này thông qua mạng SS7 cũng nhận biết được trạng thái mới của thuê bao. SG sẽ báo cho Media Gateway Controller (MGC) trực tiếp quản lý mình thông qua CA-F đồng thời cung cấp tín hiệu dial-tone cho thuê bao. Ta gọi MGC này là caller-MGC. Các số do thuê bao nhấn sẽ được SG thu thập và chuyển tới caller-MGC. Caller-MGC sử dụng những số này để quyết định công việc tiếp theo sẽ thực hiện. Các số này sẽ được chuyển tới chức năng R-F và R-F sử dụng thông tin lưu trữ của các server để có thể định tuyến cuộc gọi. Caller-MGC sẽ gởi yêu cầu thiết lập cuộc gọi đến một MGC khác.Nếu chưa đến đúng MGC của thuê bao bị gọi (ta gọi là callee-MGC) thì MGC này sẽ tiếp tục chuyển yêu cầu thiết lập cuộc gọi đến MGC khác cho đến khi đến đúng callee-MGC. Trong quá trình này, các MGC trung gian luôn phản hồi lại MGC đã gởi yêu cầu đến nó. Các công việc này được thực hiện bởi CA-F. Đồng thời callee-MGC gởi thông tin đến callee-SG, thông qua mạng SS7 sẽ làm rung chuông thuê bao bị gọi. Khi callee-SG nhận được bản tin báo trạng thái của thuê bao bị gọi (giả sử là rỗi) thì nó sẽ gởi ngược thông tin này trở về callee-MGC. Và callee-MGC sẽ phản hồi về caller-MGC để báo mình đang liên lạc với người được gọi. Callee-MGC gởi thông tin để cung cấp tín hiệu ring back tone cho caller-MGC, qua caller-SG đến người gọi. Khi thuê bao bị gọi nhấc máy thì quá trình thông báo tương tự các bước trên xảy ra: qua nút báo hiệu số 7, thông tin nhấc máy qua callee-SG đến callee-MGC, rồi đến caller-MGC, qua caller-SG rồi đến thuê bao thực hiện cuộc gọi. Kết nối giữa thuê bao gọi đi và thuê bao bị gọi được hình thành thông qua caller-MG và callee-MG. Khi chấm dứt cuộc gọi thì quá trình sẽ diễn ra tương tự như lúc thiết lập. II. MÔ PHỎNG XỬ LÝ CUỘC GỌI BẰNG GIAO THỨC SIP: Đầu tiên UserA@yahoo.com sẽ gởi yêu cầu tạo kết nối INVITE đến Proxy Server cho biết mình muốn kết nối với UserB@hotmail.com. Sau đó Proxy Server sẽ truy vấn xem có địa chỉ đó không qua Location Server, sau khi dò tìm Location Server sẽ đáp ứng lại địa chỉ cần kết nối về cho Proxy Server. Sau đó Proxy Server sẽ gởi yêu cầu tạo kết nối của UserA@yahoo.com đến UserB@hotmail.com. Sau khi nhận được yêu cầu tạo kết nối UserB@hotmail.com sẽ trả về bản tin OK:200 cho biết mình đã nhận được yêu cầu tạo kết nối và đang ở trạng thái sẳn sàng kết nối với UserA@yahoo.com. Tiếp đến UserA@yahoo.com gởi lại bản tin ACK và bắt đầu đàm thoại với UserB@hotmail.com. Sau khi đàm thoại xong UserA@yahoo.com sẽ gởi lại bản tin BYE để thông báo kết thúc cuộc gọi và UserB@hotmail.com sẽ gởi lại bản tin OK:200 cho biết mình đã nhận được yêu cầu kết thúc cuộc gọi. III. MÔ PHỎNG XỬ LÝ CUỘC GỌI BẰNG GIAO THỨC H.323: Thuê bao 1 muốn tham gia phiên làm việc phải gởi bản tin ARQ (Admission Request) đến GK (Gatekeeper) nếu được chấp nhận GK sẽ gởi lại bản tin ACF (Confirm) Thuê bao 1 sẽ gởi bản tin SETUP đến thuê bao 2 để thiết lập cuộc gọi. Thuê bao 2 gởi lại bản tin CALL PROCEEDING cho biết đã nhận được bản tin SETUP và đang tiến hành thiết lập cuộc gọi. Thuê bao 2 phải gởi lại bản tin ARQ nếu muốn tham gia cuộc gọi và GK sẽ gởi lại bản tin ACF. Thuê bao 2 tiếp tục gởi bản tin ALERTING và bản tin CONNECT cho biết nó đang được cảnh báo có cuộc gọi đến nó và nó chấp nhận cuộc gọi. Thuê bao 1 gởi bản tin TERMINALCAPABILITYSET để cho thuê bao 2 biết khả năng của mình và thuê bao 2 sau khi nhận bản tin này nó sẽ đáp lại bằng bản tin TERMINALCAPABILITYSETACK để cho biết nó đã nhận biết được khả năng của bên gọi đồng thời nó cũng phát bản tin TERMINALCAPABILITYSET cho thuê bao 1 và cũng nhận được bản tin TERMINALCAPABILITYSETACK từ thuê bao 1. Thuê bao 1 sẽ mở một kênh luận lý để thực hiện cuộc gọi bằng cách gởi bản tin OPENLOGICALCHANNEL đến thuê bao 2 và khi thuê bao 2 nhận sẽ đáp lại bằng bản tin OPENLOGICALCHANNELACK đồng thời nó cũng gởi bản tin OPENLOGICALCHANNEL và nhận bản tin OPENLOGICALCHANNELACK từ thuê bao 1. Hai thuê bao bắt đầu trao đổi thông tin với nhau bằng các bản tin RTP/RTCP. Để đóng kênh luận lý thuê bao 1 sẽ gởi bản tin CLOSELOGICALCHANNEL đến thuê bao 2 và thuê bao 2 đáp lại bằng bản tin CLOSELOGICALCHANNELACK, thuê bao 2 cũng đóng kênh luận lý lại bằng bản tin CLOSELOGICALCHANNEL và nhận về CLOSELOGICALCHANNELACK từ thuê bao 1. Tiếp đến thuê bao 1 gởi bản tin ENDSESSION và chờ đến khi nhận lại bản tin này từ thuê bao 2 để đóng kênh báo hiệu điều khiển. Và thuê bao 1 tiếp tục gởi bản tin RELEASECOMPLETE để kết thúc cuộc gọi. Sau đó thuê bao 1 và thuê bao 2 gởi bản tin DRQ (Disengage Request) đến GK để cho biết nó muốn thoát khỏi kết nối và sẽ nhận được bản tin DCF (confirm) cho biết yêu cầu của nó được chấp nhận và thoát khỏi kết nối. ._.