Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu công nghệ chuyển mạch nhãn MPLS
LỜI CẢM ƠN
Sau 5 năm học tập tại trường, được sự tận tình dạy
dỗ và sự hỗ trợ rất lớn của Thầy cô, gia đình và bè bạn,
Em đã hoàn thành luận văn tốt nghiệp với đề tài “Nghiên
cứu công nghệ chuyển mạch nhãn MPLS trong mạng thế
hệ sau-NGN”
Sau đây, em xin được bày tỏ lòng biết ơn chân thành
đến :
Các Thầy Cô Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải
đã tạo một môi trường thật tốt cho công tác giảng dạy &
học tập.
Các Thầy trong bộ môn Thông Tin - Viễn Thông đã
tận tình hướng dẫn, giảng dạy trong suốt 5 năm học qua.
Thầy Nguyễn Quang Thònh đã tận tình hướng dẫn và
tạo mọi điều kiện để em hoàn thành đồ án tốt nghiệp
này.
Các bạn trong tập thể lớp Kỹ Thuật Viễn Thông K39
đã tạo nguồn động lực trong thời gian học cũng như trong
thời gian làm đề tài.
Các bạn cùng nhóm đề tài đã sát cánh, động viên,
tạo niềm tin cho mình trong thời gian thực hiện đề tài.
Cuối cùng là sự biết ơn sâu sắc với gia đình , nguồn
động lực chính trong suốt 5 năm đại học
Sinh viên
Phùng Thế Minh
SVTH: Phùng Thế Minh 1 GVHD: Thầy Nguyễn Quang Thònh
Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu công nghệ chuyển mạch nhãn MPLS
Nhận xét của giáo viên hướng dẫn

Giáo viên hướng dẫn
SVTH: Phùng Thế Minh 2 GVHD: Thầy Nguyễn Quang Thònh
Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu công nghệ chuyển mạch nhãn MPLS
Nhận xét của giáo viên đọc duyệt


















Giáo viên đọc duyệt
SVTH: Phùng Thế Minh 3 GVHD: Thầy Nguyễn Quang Thònh
Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu công nghệ chuyển mạch nhãn MPLS
Lời cảm ơn 1
Nhận xét của giáo viên hướng dẫn 2
Nhận xét của giáo viên đọc duyệt 3
Mục lục 4
PHẦN I
TỔNG QUAN VỀ MẠNG VIỄN THÔNG THẾ HỆ SAU NGN ( NEXT
GENERATION NETWORK ) 8
Chương 1 : XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ VIỄN THÔNG VÀ CÁC
DỊCH VỤ VIỄN THÔNG 8
I. Xu hướng phát triển công nghệ viễn thông 8
1. Công nghệ truyền dẫn 8
1.1 Cáp quang 8
1.2 Vô tuyến 9
2. Công nghệ chuyển mạch 9
2.1 Công nghệ ATM 9
2.2 Công nghệ chuyển mạch quang 9
3. Công nghệ mạng truy nhập 9
II. Xu hướng phát triển của các dòch vụ viễn thông 10
1. ITU-T phân các dòch vụ băng rộng làm hai loại 10
2. Yêu cầu kỹ thuật của một số loại dòch vụ 11
Chương 2 : CÁC TỔ CHỨC QUỐC TẾ VỚI VIỆC XÂY DỰNG MẠNG THẾ HỆ

SAU NGN 12
I. Mô hình của ITU 12
1. Lớp các chức năng ứng dụng 12
2. Lớp các chức năng trung gian 12
3. Lớp các chức năng cơ sở 12
II. Một số hướng nghiên cứu của IETF 13
III. Mô hình của MSF 14
1. Lớp chuyển mạch 15
2. Lớp thích ứng 15
3. Lớp điều khiển 15
4. Lớp ứng dụng 16
5. Lớp quản lý 17
IV. TINA 17
V. Sự ra đời của SS8 19
SVTH: Phùng Thế Minh 4 GVHD: Thầy Nguyễn Quang Thònh
MỤC LỤC
Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu công nghệ chuyển mạch nhãn MPLS
VI. ETSI 20
Chương 3 : GIẢI PHÁP MẠNG VIỄN THÔNG THẾ HỆ SAU NGN CỦA MỘT
SỐ HÃNG CUNG CẤP THIẾT BỊ VIỄN THÔNG TRÊN THẾ GIỚI
26
I. Mô hình NGN của Alcatel 26
II. Mô hình NGN của Ericsson 29
III. Giải pháp của NORTEL 31
IV. Mô hình mạng NGN của Siemens 33
V. Hướng phát triển NGN của NEC 35
Chương 4 : CẤU TRÚC MẠNG VIỄN THÔNG THẾ HỆ SAU NGN 38
I. Nguyên tắc tổ chức mạng thế hệ sau 38
2. Phát triển các dòch vụ mới trên cơ sở mạng hiện tại tiến tới phát
triển mạng NGN 39

3. Xây dựng mới mạng NGN 39
II. Cấu trúc mạng thế hệ sau 39
III. Các công nghệ được áp dụng cho mạng thế hệ sau 41
1. Các công nghệ áp dụng cho lớp mạng chuyển tải 41
2. Các công nghệ áp dụng cho lớp mạng truy nhập 41
2.1 Hữu tuyến (wire) 41
2.2 Vô tuyến (Wireless) 42
PHẦN II
CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH NHÃN - MPLS
TRONG MẠNG VIỄN THÔNG THẾ HỆ SAU - NGN 43
Chương 1 : XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH 43
I. Xu hướng phát triển 43
II. Công nghệ chuyển mạch nền tảng 44
1. Công nghệ chuyển mạch IP 44
2. Công nghệ chuyển mạch ATM 45
3. Công nghệ chuyển mạch MPLS 46
Chương 2 : CÁC THÀNH PHẦN CỦA MPLS 53
I. Các khái niệm cơ bản về MPLS 53
1. Khái niệm chung về chuyển mạch nhãn và MPLS (MultiProtocol
Label Switching ) 53
1.1 Chuyển mạch nhãn là gì? 53
1.2 Tại sao phải sử dụng chuyển mạch nhãn? 53
1.3 Khái niệm và Vò trí của MPLS 56
1.4 Các thuộc tính cơ bản của MPLS 56
2. Nhãn (Label) 57
3. Ngăn xếp nhãn (Label stack) 59
4. LSR (Label Switch Router) 59
5. FEC (Forwarding Equivalence Classes) 59
SVTH: Phùng Thế Minh 5 GVHD: Thầy Nguyễn Quang Thònh
Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu công nghệ chuyển mạch nhãn MPLS

6. Bảng chuyển mạch chuyển tiếp nhãn (Label Switching
Forwarding Table) 60
7. Đường chuyển mạch nhãn (LSP – Label Switching Path) 60
8. Cơ sở dữ liệu nhãn (LIB – Label Information Base) 60
9. Gói tin dán nhãn 60
10. Ấn đònh và phân phối nhãn 61
II. Thành phần cơ bản của MPLS 61
1. LSR biên : 61
2. ATM-LSR : 61
Chương 3 : HOẠT ĐỘNG CỦA MPLS 63
I. Các chế độ hoạt động của MPLS 63
1. Chế độ hoạt động khung MPLS 63
1.2 Mào đầu nhãn MPLS 65
1.3 Chuyển mạch nhãn trong chế độ khung 66
1.4 Quá trình liên kết và lan truyền nhãn 67
2. Chế độ chế độ hoạt động tế bào MPLS 67
2.1 Kết nối trong mảng điều khiển qua giao diện LC-ATM 68
2.2 Chuyển tiếp các gói có nhãn qua miền ATM-LSR 72
2.3 Phân bổ và phân phối nhãn trong miền ATM-LSR 72
2.4 Hợp nhất VC 73
II. Hoạt động của MPLS khung trong mạng ATM-PVC 73
Chương 4 : CÁC GIAO THỨC SỬ DỤNG TRONG MẠNG MPLS 75
I. Giao thức phân phối nhãn 75
1. Phát hiện LSR lân cận 75
2. Giao thức truyền tải tin cậy 76
3. Mào đầu LDP (LDP Header) 76
4. Mã hoá TLV (Type-Length-Value) 77
5. Cấu trúc bản tin LDP 77
6. Các bản tin LDP (LDP Messages) 78
5.1 Bản tin Notification 78

5.2 Bản tin Hello 79
6.2 Bản tin Initialization 80
6.3 Bản tin KeepAlive 80
6.4 Bản tin Address 81
6.5 Bản tin Address Withdraw 81
6.6 Bản tin Label Mapping 81
6.7 Bản tin Label Request 82
6.8 Bản tin Label Withdraw 83
6.9 Bản tin Label Release 83
6.10 Bản tin Label Abort Request 84
II. Giao thức CR-LDP 85
SVTH: Phùng Thế Minh 6 GVHD: Thầy Nguyễn Quang Thònh
Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu công nghệ chuyển mạch nhãn MPLS
1. Khái niệm đònh tuyến cưỡng bức 85
2. Các phần tử đònh tuyến cưỡng bức 87
2.1 Điều kiện cưỡng bức “chọn đường ngắn nhất” 88
2.2 Sử dụng MPLS làm phương tiện chuyển tiếp thông tin 92
III. Giao thức RSVP 93
2. MPLS hỗ trợ RSVP 94
3. RSVP và khả năng mở rộng 96
4. So sánh CR-LDP và RSVP 97
5. So sánh MPLS và MPOA 98
Chương 5 : CHẤT LƯNG DỊCH VỤ (QoS) 100
I. Dòch vụ cố gắng tối đa (Best Effort) 100
II. Dòch vụ tích hợp 101
1. Giao thức thiết lập đường (Setup): 102
2. Đặc tính luồng: 102
3. Điều khiển lưu lượng: 102
III. Dòch vụ DiffServ 102
IV. Chất lượng dòch vụ MPLS 104

Chương 6 : ĐỊNH TUYẾN VÒNG VÀ HỆ THỐNG CHUYỂN MẠCH LAMDA
105
I. Phát hiện và ngăn ngừa hiện tượng đònh tuyến vòng 105
1. Phát hiện và ngăn ngừa chuyển tiếp vòng đối với MPLS ở chế độ
hoạt động khung 105
1.1 Phát hiện chuyển tiếp vòng dữ liệu 105
1.2 Ngăn ngừa chuyển tiếp vòng dữ liệu điều khiển 106
2. Phát hiện và ngăn ngừa chuyển tiếp vòng đối với MPLS ở chế độ
hoạt động tế bào 106
2.1 Phát hiện/ngăn ngừa chuyển tiếp vòng thông tin điều khiển107
2.2 Phát hiện chuyển tiếp vòng dữ liệu 114
II. Chuyển mạch Lambda 116
1. Ghép kênh phân chia theo bước sóng (WDM) và mạng quang 116
2. Mối liên hệ giữa MPLS và quang 116
3. Chuyển mạch Lambda đa giao thức (MPλS – MultiProtocol
Lambda Switching) 118
Các từ viết tắt 112
SVTH: Phùng Thế Minh 7 GVHD: Thầy Nguyễn Quang Thònh
Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu công nghệ chuyển mạch nhãn MPLS
PHẦN I
TỔNG QUAN VỀ MẠNG VIỄN THÔNG THẾ HỆ SAU
NGN ( NEXT GENERATION NETWORK )
Chương 1 : XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ VIỄN
THÔNG VÀ CÁC DỊCH VỤ VIỄN THÔNG
I. Xu hướng phát triển công nghệ viễn thông
Trong quá trình phát triển của công nghệ viễn thông, các động lực thúc đẩy
sự tiến bộ của kỹ thuật viễn thông là:
• Công nghệ điện tử với xu hướng phát triển hướng tới sự tích hợp ngày
càng cao của các vi mạch.
• Sự phát triển không ngừng của kỹ thuật số.

• Sự kết hợp giữa truyền thông và tin học ngày càng phát triển, các
chương trình phần mềm hoạt động ngày càng hiệu quả.
• Công nghệ quang phát triển làm tăng khả năng, tốc độ, chất lượng
truyền tin, và chi phí thấp …
• 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 dòch vụ
ngày càng phức tạp từ phía khách hàng đã kích thích sự phát triển
nhanh chóng của thò trường công nghệ điện tử - tin học - viễn thông.
• Những xu hướng phát triển công nghệ đã và đang tiếp cận nhau, đan
xen lẫn nhau nhằm cho phép mạng lưới thỏa mãn tốt các nhu cầu của
khách hàng trong tương lai.
Xu hướng phát triển công nghệ thông tin - viễn thông, theo ITU, có thể chia
thành hai loại:
• Hoạt động hướng kết nối.
• Hoạt động không kết nối.
Các hoạt động này có xu hướng tiến tới tiếp cận hội tụ.
1. Công nghệ truyền dẫn
1.1 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 nên các
đường truyền dẫn tốc độ cao (155Mbps,622Mbps,2.5Mbps) với khả năng bảo vệ
của các mạng vòng đã được sử dụng rộng rãi ở nhiều nước trong đó có Việt Nam.
SVTH: Phùng Thế Minh 8 GVHD: Thầy Nguyễn Quang Thònh
Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu công nghệ chuyển mạch nhãn MPLS
WDM cho phép sử dụng độ rộng băng tần rất lớn của sợi quang bằng cách
kết hợp một số các 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 và độ dài bước sóng. Công
nghệ WDM cho phép nâng tốc độ truyền dẫn lên 5Gbps, 10Gbps, 20Gbps.

1.2 Vô tuyến
a. VIBA
Công nghệ truyền dẫn SDH cũng phát triển trong lónh vực VIBA, tuy nhiên
do những hạn chế của môi trường truyền sóng vô tuyến nên tốc độ và chất lượng
truyền dẫn không cao so với truyền dẫn quang. Các thiết bò VIBA SDH hiện nay
trên thò trường có tốc độ là: N x STM-1
b. Vệ tinh
• LEO (Low Earth Orbit) – vệ tinh quỹ đạo thấp
• MEO (Medium Earth Orbit) – vệ tinh quỹ đạo trung bình
Thò trường thông tin vệ tinh trong khu vực đã có sự phát triển mạnh trong
những năm gần đây và còn tiếp tục trong các năm tới. Các loại hình dòch vụ vệ tinh
đã rất phát triển như : DTH tương tác, truy nhập Internet, các dòch vụ băng rộng,
HDTV… ngoài các ứng phồ biến đối với các 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 lónh vực thông tin di động,
thông tin cá nhân …
2. Công nghệ chuyển mạch
2.1 Công nghệ ATM
Công nghệ ATM dựa trên cơ sở phương pháp chuyển mạch gói, thông tin
được đưa vào các gói có chiều dài ngắn cố đònh trong đó vò trí của gói 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 dòch vụ khác nhau.
2.2 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 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
3. Công nghệ mạng truy nhập

• Mạng truy nhập quang
SVTH: Phùng Thế Minh 9 GVHD: Thầy Nguyễn Quang Thònh
Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu công nghệ chuyển mạch nhãn MPLS
• Mạng truy nhập vô tuyến
• Các phương thức truy nhập cáp đồng
HDSL
ADSL
• Mạng truy nhập băng rộng
II. Xu hướng phát triển của các dòch vụ viễn thông
Cùng với thời gian và sự phát triển của công nghệ viễn thông, các dòch vụ
viễn thông ngày nay ngày càng phong phú và đa dạng :
• Nhu cầu đối với các dòch vụ băng rộng tăng lên không ngừng.
• Công nghệ truyền dẫn, chuyển mạch 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 ký ngày càng phong phú và sự kết hợp
giữa tin học và viễn thông ngày càng chặt chẽ
Từ nhu cầu ngày càng tăng đó thì cần thiết phải tạo ra một mạng mềm dẻo
nhằm đáp ứng các nhu cầu từ phía khách hàng cũng như từ phía nhà khai thác
1. ITU-T phân các dòch vụ băng rộng làm hai loại
• Các dòch vụ tương tác : là các dòch vụ cho phép truyền thông tin theo
hai chiều (không tính đến các thông tin báo hiệu, điều khiển) giữa
các thuê bao với nhà cung cấp dòch vụ băng rộng
• Các dòch vụ phân bố : là các dòch vụ mà thông tin chỉ truyền theo một
chiều, từ phía nhà cung cấp dòch vụ băng rộng tới thuê bao
Ngoài cách phân chia dòch vụ như trên thì có một cách khác để phân chia
các loại dòch vụ băng rộng là :
• Loại thứ nhất bao gồm các dòch vụ phục vụ cho việc kinh doanh như :
Dòch vụ truyền hình ảnh tốc độ cao
Tự động thiết kế (CAS/CAM/CAE)
Tư vấn, chiếu chụp y khoa

Chế bản, xử lý ảnh
Trao đổi các hình ảnh đồ họa có độ phân giải cao
Đa phương tiện tương tác
Giáo dục từ xa có tương tác
Hội thảo từ xa
Phối hợp trong công tác xuất bản
Các dòch vụ tư vấn
Thực tại ảo
Điện thoại đa phương tiện
Các dòch vụ dùng chung tài nguyên
• Loại thứ hai bao gồm các dòch vụ thông thường phục vụ cho các hộ
thuê bao như:
SVTH: Phùng Thế Minh 10 GVHD: Thầy Nguyễn Quang Thònh
Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu công nghệ chuyển mạch nhãn MPLS
Dòch vụ phân bố tín hiệu video
Dòch vụ quảng bá TV/HDTV
Dòch vụ quảng bá giáo dục từ xa
Dòch vụ video trả tiền theo lần xem
Dòch vụ video theo yêu cầu
Dòch vụ quảng cáo, chào hàng qua video
Mua hàng từ xa
Đa phương tiện tương tác
Thư điện tử đa phương tiện
Dòch vụ tư vấn hỗ trợ đa phương tiện
Giáo dục từ xa
Dòch vụ Internet có hỗ trợ đa phương tiện
Các trò chơi điện tử tương tác
Điện thoại đa phương tiện và thực tại ảo
2. Yêu cầu kỹ thuật của một số loại dòch vụ
• Điện thoại thấy hình tốc độ cơ bản : 56 - 128 Mbps

• Truyền hình hội nghò : ≥ 384 Mbps
• Đa phương tiện tương tác : 1 - 2 Mbps
• Truyền hình độ phân giải cao : ≥ 15Mbps
SVTH: Phùng Thế Minh 11 GVHD: Thầy Nguyễn Quang Thònh
Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu công nghệ chuyển mạch nhãn MPLS
Chương 2 : CÁC TỔ CHỨC QUỐC TẾ VỚI VIỆC XÂY DỰNG
MẠNG THẾ HỆ SAU NGN
Mạng thế hệ sau là vấn đề thu hút sự quan tâm của nhiều tổ chức viễn
thông, điển hình là hoạt động của các tổ chức viễn thông sau đây :
• ITU-T với các nhóm SG2, SG8, SG11, SG13, SG16
• IETF với các nhóm PINT WG, MMUSIC WG, IPTEL, SIGTRAN
WG
• MSF (Multiservice Switching Forum – Diễn đàn chuyển mạch đa
dòch vụ)
• ETSI với dự án TIPHONE (Telecommunications and Internet
Protocol Harmonization over Network – Giao thức viễn thông và
Internet trên mạng)
• TINA (Telecommunication Information Networking Architecture
Consortium – Hiệp hội nghiên cứu cấu trúc mạng thông tin viễn
thông)
I. Mô hình của ITU
Cấu trúc mạng thế hệ sau NGN nằm trong mô hình lớn của cấu trúc hạ tầng
thông tin toàn cầu GII (Global Information Infrastructure) do ITU đưa ra. Mô hình
này bao gồm 3 lớp chức năng sau đây :
1. Lớp các chức năng ứng dụng
2. Lớp các chức năng trung gian
• Các chức năng điều khiển dòch vụ
• Các chức năng quản lý
3. Lớp các chức năng cơ sở
• Các chức năng mạng (bao gồm chức năng chuyển tải và chức năng

điều khiển)
• Các chức năng lưu giữ và xử lý
• Các chức năng giao diện người-máy.
 Phần mạng truy nhập bao gồm các kết nối sau:
• Vô tuyến : Điện thoại không dây / thông tin di động …
• Hữu tuyến với đầu cuối thoại, TV, máy tính …
• Kết nối với mạng truy nhập khác
SVTH: Phùng Thế Minh 12 GVHD: Thầy Nguyễn Quang Thònh
Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu công nghệ chuyển mạch nhãn MPLS
 Mô hình thực hiện của GII được phân loại như sau :
• Phân đoạn mạng quốc tế
• Phân đoạn mạng lõi (Core)
• Phân đoạn mạng truy nhập (Access)
• Phân đoạn mạng khách hàng (Customer)

Các chức năng ứng dụng
Các chức năng cơ sở
Các chức năng trung gian
Các chức
năng
giao tiếp
người-máy
Các chức
năng
xử lý và
lưu trữ
Chức năng
điều khiển
Chức năng
truyền tải

Chức năng điều khiển
Chức năng truyền tải
Truyền thông và
nối mạng thông
tin
Cung cấp dòch vụ xử
lý và lưu trữ thông tin
phân tán
Cung cấp dòch vụ
truyền thông
chung
Hình a.1. Các chức năng GII và mối quan hệ của chúng
Các ứng dụng dòch vụ thông tin qua các giao diện có thể giao tiếp với phần
mạng khách hàng, phần mạng truy nhập hoặc phần mạng lõi.
Các phần mạng này đều có hai chức năng :
• Chức năng truyền tải
• Chức năng điều khiển
II. Một số hướng nghiên cứu của IETF
IETF (Internet Engineering Task Force) là tổ chức nghiên cứu các tiêu
chuẩn mở đối với các nhà thiết kế, khai thác, cung cấp … chủ yếu trong lónh vực
Internet.
Theo IETF, cấu trúc của cơ sở hạ tầng thông tin toàn cầu sử dụng giao thức
cơ sở IP với bất cứ công nghệ lớp kết nối (layer link) nào. Điều đó có nghóa là IP
SVTH: Phùng Thế Minh 13 GVHD: Thầy Nguyễn Quang Thònh
Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu công nghệ chuyển mạch nhãn MPLS
cần có khả năng chuyển tải các truy nhập và các đường trục có giao thức kết nối
(link layer) khác nhau.
Đối với mạng truy nhập trung gian, IETF có IP trên mạng chuyển tải cáp
(IP Cable Data Network) và IP với môi trường vô tuyến.
Đối với mạng đường trục, IETF có hai giao thức chính là IP over ATM và

mạng quang phân cấp số đồng bộ SONET/SDH và IP với giao thức điểm nối điểm
(PPP – Point-to-Point Protocol) với SONET/SDH.
Với công nghệ kết nối mới, IETF đònh nghóa cách thức truyền IP trên lớp kết
nối.
Mô hình IP over ATM của IETF xem IP như một lớp trên ATM và đònh
nghóa các mạng con IP trên nền mạng ATM. Phương thức tiếp cận này cho phép IP
và ATM hoạt động với nhau mà không cần thay đổi giao thức. Tuy nhiên phương
thức này không tận dụng hết được các khả năng của ATM và không thích hợp với
mạng nhiều router vì vậy không đạt hiệu quả cao.
IETF là tổ chức đưa ra nhiều tiêu chuẩn về MPLS (MultiProtocol Label
Switching). MPLS là kết quả phát triển của IP Switching sử dụng cơ chế hoán đổi
nhãn như của ATM để truyền gói tin mà không cần thay đổi các giao thức đònh
tuyến của IP.
III. Mô hình của MSF
MSF ( Multiservice Switching Forum – Diễn đàn chuyển mạch đa dòch vụ)
đưa ra mô hình cấu trúc mạng chuyển mạch đa dòch vụ bao gồm các lớp như sau :
• Lớp thích ứng
• Lớp chuyển mạch
• Lớp điều khiển
• Lớp ứng dụng
• Lớp quản lý đặc biệt xuyên suốt cả 3 lớp : thích ứng, chuyển mạch
và điều khiển.
Mục tiêu nghiên cứu của MSF là các hệ thống chuyển mạch.
Cấu trúc mạng chuyển mạch đa dòch vụ thế hệ sau của MSF dựa trên cơ sở
các chức năng của hệ thống chuyển mạch.
SVTH: Phùng Thế Minh 14 GVHD: Thầy Nguyễn Quang Thònh
Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu công nghệ chuyển mạch nhãn MPLS

Lớp quản lý
Lớp ứng

dụng
Các giao thức, giao diện,API báo hiệu/IN
tiêu chuẩn
Lớp chuyển
mạch
Bộ điều khiển
IP/MPLS
Bộ điều khiển
ATM/SVC
Bộ điều khiển
Voice/SS7
TCP/IP
ATM
FR
TDM
Voice
Video
Chuyển mạch lai ghép
Các giao diện logic và vật lý tiêu chuẩn
Các giao thức,
giao diện
mở rộng
Lớp
thích
ứng
Lớp
điều
khiển
Hình a.1. Chuyển mạch đa dòch vụ và các giao thức, giao diện tổ hợp điều
khiển

1. Lớp chuyển mạch
Các hệ thống chuyển mạch ở đây là chuyển mạch “mềm” (SoftSwitch) hay
chuyển mạch “lai ghép” (Hybrid). Đây là lớp “lõi” trong cấu trúc mạng chuyển
mạch đa dòch vụ.
2. Lớp thích ứng
Có khả năng kết nối với nhiều loại giao diện khác nhau (bao gồm các tiêu
chuẩn và mở rộng)
3. Lớp điều khiển
Có nhiệm vụ kết nối để cung cấp các dòch vụ thông suốt từ đầu cuối đến đầu
cuối (end-to-end) với bất cứ loại giao thức và báo hiệu nào như : IP/MPLS,
Voice/SS7, ATM/SVC.
Các chức năng của lớp điều khiển :
• Đònh tuyến và đònh tuyến lại lưu lượng giữa các khối chuyển mạch.
SVTH: Phùng Thế Minh 15 GVHD: Thầy Nguyễn Quang Thònh
Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu công nghệ chuyển mạch nhãn MPLS
• Thiết lập các 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 hoặc
mỗi luồng và thực hiện việc quản lý giám sát điều khiển để đảm bảo
các chỉ tiêu về chất lượng.
• Điều khiển các chức năng của lớp thích ứng.
• Báo hiệu đầu cuối từ các trung kế, các cổng trong kết nối với lớp
thích ứng.
• Thống kê và ghi lại các thông số và chi tiết về cuộc gọi (như số
lượng cuộc gọi, thời gian gọi … ) và các cảnh báo.
• 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 thể bao gồm các bộ
điều khiển riêng rẽ cho các dòch vụ : Thoại/SS7, ATM/SVC,
IP/MPLS.

• Thu nhận thông tin báo hiệu từ mỗi cổng và chuyển các thông tin này
tới các thành phần khác trong mạng lớp điều khiển.
• Điều phối kết nối và các thông số của lớp thích ứng như : tốc độ bit,
loại mã hóa … với các thành phần của lớp thích ứng tại các chuyển
mạch đa dòch vụ đầu xa. Lớp thích ứng cung cấp chức năng báo cáo
và giám sát tới lớp điều khiển và lớp quản lý một cách thích hợp với
các giao thức điều phối này.
• Quản lý và bảo dưỡng hoạt động của các tuyến kết nối thuộc phạm
vi điều khiển. Thiết lập quản lý và bảo dưỡng hoạt động của các
luồng yêu cầu đối với chức năng dòch vụ trong mạng đặc biệt. Báo
hiệu với các thành phần ngang cấp.
4. Lớp ứng dụng
Lớp ứng dụng bao gồm các dòch vụ có băng thông khác nhau với nhiều mức
độ khác nhau. Một số loại dòch vụ sẽ thực hiện làm chủ việc điều khiển logic dòch
vụ của chúng và truy nhập trực tiếp tới lớp ứng dụng, còn một số dòch vụ khác sẽ
được điều khiển từ lớp điều khiển như trường hợp dòch vụ thoại truyền thống.
Một số ví dụ về các loại ứng dụng dòch vụ :
• Các dòch vụ thông tin và nội dung
• Mạng riêng ảo (VPN) đối với thoại và số hiệu
• Các dòch vụ thoại
• Video theo yêu cầu
• Nhóm các dòch vụ đa phương tiện
• Thương mại điện tử
• Các trò chơi trên mạng thời gian thực
SVTH: Phùng Thế Minh 16 GVHD: Thầy Nguyễn Quang Thònh
Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu công nghệ chuyển mạch nhãn MPLS
Hình a.1. Chuyển mạch đa dòch vụ và các giao thức, giao diện tổ hợp điều
khiển
5. Lớp quản lý
Là một lớp đặc biệt xuyên suốt các lớp thích ứng, chuyển mạch và điều

khiển.
Cần phân biệt các chức năng quản lý (Management) với các chức năng điều
khiển (Control).
IV. TINA
Mô hình cấu trúc mạng của TINA cũng bao gồm các lớp mạng như sau :
• Lớp truy nhập
• Lớp truyền dẫn và chuyển tải
• Lớp điều khiển và quản lý
Các kết quả nghiên cứu của TINA tập trung vào lớp điều khiển và quản lý.
SVTH: Phùng Thế Minh 17 GVHD: Thầy Nguyễn Quang Thònh
X
ử lý
điều
khiển
X
ử lý
điều
khiển
L
ớp
quản lý
L
ớp điều
khiển
Chuyển mạch
lai ghép
C
ổng
thoại
C

ác
cổng
khác
C
ổng
ATM
L
ớp
quản lý
Lớ
p thích
ứng
Lớp
chuyển
mạch
Qu
ản lý điều
khiển
Qu
ản lý
chuyển
mạch và
thích ứng
Các
giao diện và
giao thức được
đònh nghóa bởi
MSF
Gia
tăng các giao

thức quản lý
Báo
hiệu và các
giao thức
khác
Tổ
hợp quản lý
Tổ hợp
chuyển mạch
T
ổ hợp
xử lý
Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu công nghệ chuyển mạch nhãn MPLS














 
!"#$
%

%
&'()*
()+'
()
+'


%,-.//!$+'0+1
%,-./2
3,4567.5(86
,9)+()!"#$

(:
!;<
POTS

(:
=<

Hình a.1. Mô hình kết nối với các mạng đang tồn tại (theo TINA)
SVTH: Phùng Thế Minh 18 GVHD: Thầy Nguyễn Quang Thònh
Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu công nghệ chuyển mạch nhãn MPLS
V. Sự ra đời của SS8
SS8 (SignalingSwitch and ServiceController) ISA (Intelligent Services
Architecture) là giải pháp dòch vụ và báo hiệu mạng cho các nhà khai thác mạng
được phát triển trên cơ sở dòch vụ VoIP.
Tổ hợp các khả năng của mạng điện thoại chuyển mạch thông dụng và
mạng Internet, SS8 ISA cung cấp các khả năng đònh tuyến các cuộc gọi thông
minh, các dòch vụ mới. Trên cơ sở các chuẩn giao thức IP như SIP, H.323… SS8 ISA
có khả năng cung cấp các dòch vụ khác trên cơ sở IP như: dòch vụ 800, thoại mạng

riêng ảo VPN, trung tâm IP, các dòch vụ thẻ, cố đònh, vô tuyến di động, hội nghò
truyền hình…
SS8 ISA bao gồm hai thành phần chính sau đây:
• SS8 Signalling Switch
• SS8 ServiceController

OAM&P
SS8
Service
Controller
SS8
Signaling
Switch


Application
Server
SG


MG


MG
MGC
MGC
SG
SCTP
SIP
H323

SIP
H323
MGCP
SNMP
Signaling
Service

Media
Hình a.1. Cấu trúc SS8
SVTH: Phùng Thế Minh 19 GVHD: Thầy Nguyễn Quang Thònh
Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu công nghệ chuyển mạch nhãn MPLS
VI. ETSI
ETSI vẫn đang tiếp tục thảo luận về mô hình cấu trúc mạng thế hệ mới
NGN. Với mục tiêu cung cấp tất cả các dòch vụ viễn thông truyền thống và các
dòch vụ viễn thông mới bao gồm: PSTN/ISDN, X.25, FR, ATM, IP, GSM, GPRS,
ITM 2000…(theo các đònh nghóa của GII và EII), ETSI phân chia việc nghiên cứu
cấu trúc mạng theo các lónh vực sau:
• Lớp chuyển tải trên cơ sở công nghệ quang
• Công nghệ gói trên cơ sở mạng lõi dung lượng cao trên nền IP/ATM
• Điều khiển trên nền IP
• Dòch vụ và ứng dụng trên nền IP
• Quản lý trên cơ sở IT và IP
• Và các vấn đề khác như truy nhập đa dòch vụ trên cơ sở đa công
nghệ.
Tháng 6 năm 2001, nhóm nghiên cứu SG#2 của ETSI đã đưa ra mô hình cấu
trúc chức năng và cấu trúc mạng NGN như sau:
Hình a.1. Cấu trúc chức năng mạng NGN (theo ETSI)
Theo phân lớp của ETSI thì mạng NGN có 5 lớp chức năng. Các ứng dụng
đối với khách hàng từ các nhà khai thác mạng thông qua các giao diện dòch vụ, các
giao diện dòch vụ được phân loại thành 4 loại.

SVTH: Phùng Thế Minh 20 GVHD: Thầy Nguyễn Quang Thònh
Các nhà khai thác mạng và các ứng dụng đối với khách
hàng
Chức năng mạng thông minh
Chức năng mạng cơ bản
Giao
diện dòch vụ
thoại
Giao
diện dòch vu số
liệu
Giao
diện dòch vụ
tính cước
Giao
diện dòch vụ
chỉ dẫn
Chức năng chuyển tải mạng
Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu công nghệ chuyển mạch nhãn MPLS
Cấu trúc mạng NGN theo ETSI bao gồm 4 lớp:
• Lớp kết nối (bao gồm chuyển tải + truy nhập)
• Lớp điều khiển và các ứng dụng truyền thông
• Lớp các ứng dụng và nội dung
• Lớp quản lý.
SVTH: Phùng Thế Minh 21 GVHD: Thầy Nguyễn Quang Thònh
Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu công nghệ chuyển mạch nhãn MPLS
SVTH: Phùng Thế Minh 22 GVHD: Thầy Nguyễn Quang Thònh
Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu công nghệ chuyển mạch nhãn MPLS
SVTH: Phùng Thế Minh 23 GVHD: Thầy Nguyễn Quang Thònh
Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu công nghệ chuyển mạch nhãn MPLS

Hình a.2. Cấu trúc mạng NGN theo ETSI
Trong mô hình cấu trúc này, lớp kết nối bao gồm cả truy nhập và lõi cùng
với các cổng trung gian, nghóa là lớp kết nối theo cấu trúc này bao gồm toàn bộ các
thành phần vật lý / các thiết bò trên mạng.
Lớp quản lý là một lớp đặc biệt – khác với lớp điều khiển. Lớp quản lý có
tính năng xuyên suốt nhằm quản lý 3 lớp còn lại.
 NHẬN XÉT
• NGN là vấn đề thu hút sự quan tâm nghiên cứu của nhiều tổ chức
viễn thông quốc tế:
• MSF tập trung nghiên cứu các hệ thống chuyển mạch mềm và đưa ra
mô hình cấu trúc mạng chuyển mạch đa dòch vụ.
SVTH: Phùng Thế Minh 24 GVHD: Thầy Nguyễn Quang Thònh
Điều
khiển
truyền
thông
Kết
nối
Ứng
dụng dòch
vụ
Q
U
A
Û
N

L
Y
Ù

Serve
r
D
i động
Các
dòch vụ điện
thoại
Đi
ện thoại
Đ
ònh vò
B
ản tin
Vo
P
PMS/
SMR
điện
thoại di
động
Dữ
liệu di
động
B
ộ điều
khiển
Tru
y nhập
Tru
y nhập

Tru
y nhập
Lõi/
Chuyển tải
Các
mạng IP/ đa
dòch vụ
khác
Các
mạng điện
thoại khác








Các
cổng trung
gian
Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu công nghệ chuyển mạch nhãn MPLS
• Các nghiên cứu của TINA tập trung về cấu trúc mạng thông tin viễn
thông, các vấn đề quản lý.
• ETSI đưa ra mô hình khá rõ nét về cấu trúc mạng NGN.
• ITU vẫn chưa có khuyến nghò chính thức về cấu trúc NGN.
 Đặc điểm chung của các mô hình cấu trúc mạng NGN đã được đưa ra là:
Cấu trúc vật lý: mạng bao gồm hai lớp
• Lớp chuyển tải / lõi (Transport/Core)

• Lớp truy nhập (Access)
Cấu trúc chức năng:
Ngoài hai lớp chức năng tương ứng với hai lớp vật lý:
• Lớp chuyển tải / lõi (Transport/Core)
• Lớp truy nhập (Access)
Còn có các chức năng:
• Điều khiển
• Quản lý
• Ứng dụng dòch vụ
• Và các cổng giao tiếp, giao diện thích ứng, phục vụ kết nối…
SVTH: Phùng Thế Minh 25 GVHD: Thầy Nguyễn Quang Thònh