BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

.......................................
TRẦN THỊ THU HÀ

Mạng thế hệ mới NGN và các dịch vụ triển khai trên
NGN tại VNPT

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : TS. TRẦN THỊ NGỌC LAN

HÀ NỘI – 2010


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là luận văn của riêng tôi. Những kết quả tìm hiểu và
nghiên cứu trong luận văn là trung thực và phản ánh đúng thực tế triển khai các dịch
vụ của mạng viễn thông thế hệ mới NGN tại Tập đoàn Bưu chính Viễn thông Việt
Nam VNPT.
Hà Nội, ngày tháng

năm 2010

Học Viên thực hiện

Trần Thị Thu Hà

i

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ........................................................................................................i
DANH MỤC BẢNG BIỂU - HÌNH VẼ.....................................................................v
DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT..........................................................................vi
MỞ ĐẦU.....................................................................................................................1
Chương 1 - TỔNG QUAN MẠNG THẾ HỆ MỚI NGN...........................................3
1.1 Mạng viễn thông hiện tại...................................................................................3
1.1.1 Khái niệm về mạng viễn thông...................................................................3
1.1.2 Các đặc điểm của mạng viễn thông ngày nay ............................................5
1.1.3 Những hạn chế của mạng viễn thông hiện tại.............................................7
1.2 Mạng NGN ........................................................................................................8
1.2.1 Định nghĩa...................................................................................................8
1.2.2 Đặc điểm NGN ...........................................................................................9
1.2.3 Các yếu tố thúc đẩy tiến tới NGN.............................................................10
1.2.4 Yêu cầu để phát triển mạng NGN.............................................................11
Chương 2 - CẤU TRÚC MẠNG THẾ HỆ MỚI NGN ...........................................13
2.1 Cấu trúc chức năng của mạng thế hệ mới NGN..............................................13
2.1.1 Lớp truyền dẫn và truy nhập.....................................................................15
2.1.2 Lớp truyền thông ......................................................................................17
2.1.3 Lớp điều khiển ..........................................................................................17
2.1.4 Lớp ứng dụng............................................................................................18
2.1.5 Lớp quản lý ...............................................................................................19
2.2 Cấu trúc vật lý của mạng NGN .......................................................................19
2.2.1 Media Gateway (MG)...............................................................................21
2.2.2 Media Gateway Control (MGC)...............................................................22
2.2.3 Signalling Gateway (SG)..........................................................................23
2.2.4 Media Server (MS) ...................................................................................24
2.2.5 Application Server/ Feature Server (AS/FS) ............................................25
2.3 Các công nghệ làm nền tảng cho mạng thế hệ sau..........................................26
ii



2.3.1 IP...............................................................................................................27
2.3.2 ATM..........................................................................................................28
2.3.3 IP over ATM.............................................................................................29
2.3.4 MPLS ........................................................................................................30
Chương 3 - TRIỂN KHAI MẠNG NGN TẠI VIỄN THÔNG HÀ NỘI .................33
3.1 Hiện trạng mạng PSTN tại Viễn thông Hà Nội...............................................33
3.1.1 Hệ thống chuyển mạch và truyền dẫn ......................................................33
3.1.2 Hệ thống xDSL .........................................................................................35
3.1.3 Mạng MAN-Ethernet tại Viễn thông Hà Nội ...........................................37
3.2 Giải pháp triển khai lên mạng NGN từ mạng PSTN của các hãng.................40
3.2.1 Giải pháp của Alcatel................................................................................40
3.2.2 Giải pháp của SIEMENS ..........................................................................44
3.2.3 Giải pháp của NEC ...................................................................................49
3.3 Phát triển mạng NGN tại Viễn thông Hà Nội .................................................50
3.3.1 Tổng quan phương án chuyển đổi sang NGN ..........................................50
3.3.2 Các thiết bị sử dụng trong phương án.......................................................52
3.4 Mô hình báo hiệu cho từng họ tổng đài...........................................................54
3.4.1 Tổng đài Host Alcatel-Lucent 1000MM E10...........................................54
3.4.2 Tổng đài Host EWSD (Siemens)..............................................................55
3.4.3 Tổng đài NEAXs (NEC)...........................................................................56
Chương 4 - CÁC DỊCH VỤ TRÊN NGN CỦA VNPT ...........................................60
4.1 Giới thiệu chung về dịch vụ ............................................................................60
4.2 Nhu cầu NGN của các nhà cung cấp dịch vụ ..................................................61
4.3 Yêu cầu của khách hàng ..................................................................................63
4.4 Dịch vụ NGN...................................................................................................64
4.4.1 Xu hướng các dịch vụ trong tương lai ......................................................64
4.4.2 Các đặc trưng dịch vụ NGN .....................................................................64
4.4.3 Các dịch vụ chính trong NGN ..................................................................66

4.4.3.1 Dịch vụ thoại (Voice telephony).......................................................68
iii


4.4.3.2 Dịch vụ dữ liệu (Data Serrvice) .......................................................68
4.4.3.3 Dịch vụ đa phương tiện (Multimedia Service) .................................69
4.4.3.4 Dịch vụ mạng riêng ảo (VPN) ..........................................................69
4.4.3.5 Tính toán mạng công cộng (PNC Public Network Computing) ......69
4.4.3.6 Bản tin hợp nhất (Unified Messaging).............................................70
4.4.3.7 Môi giới thông tin (Information Brokering) ....................................70
4.4.3.8 Thương mại điện tử (E-Commerce)..................................................70
4.4.3.9 Dịch vụ chuyển cuộc gọi (Call Center Service)................................71
4.4.3.10 Trò chơi tương tác trên mạng (Interactive gaming)........................71
4.4.3.11 Thực tế ảo phân tán (Distributed Virtual Reality) ..........................71
4.4.3.12 Quản lý tại gia (Home Manager) ....................................................71
4.5 Các dịch vụ trên NGN của VNPT ...................................................................72
4.5.1 Dịch vụ điện thoại thẻ trả trước 1719 (Calling Card 1719)......................72
4.5.2 Dịch vụ thoại qua trang Web (Web Dial Page) ........................................76
4.5.3 Dịch vụ thông tin, giải trí, thương mại 1900 (Premium Service 1900)....79
4.5.4 Dịch vụ mạng riêng ảo VPN.....................................................................82
4.5.5 Dịch vụ thoại miễn phí từ trang Web ( FreeCall Button).........................83
4.5.6 Dịch vụ miễn cước ở người gọi 1800 (Toll Free Service) .......................85
KẾT LUẬN...............................................................................................................88
TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................89

iv


DANH MỤC BẢNG BIỂU - HÌNH VẼ
Hình 1.1 Các thành phần chính của mạng viễn thông ................................................3

Hình 1.2 Cấu hình mạng cơ sở....................................................................................4
Hình 1.3 Cấu trúc mạng phân cấp...............................................................................4
Hình 2.1 (a) Cấu trúc mạng thế hệ sau (góc độ mạng) .............................................13
Hình 2.1 (b) Cấu trúc mạng thế hệ sau (góc độ dịch vụ) ..........................................13
Hình 2.2 Cấu trúc chức năng của NGN ....................................................................14
Hình 2.3 Các thành phần chính của mạng NGN.......................................................20
Hình 2.4 Cấu trúc của Media Gateway .....................................................................21
Bảng 2.1. Bảng so sánh giữa các công nghệ .............................................................32
Hình 3.1 Sơ đồ hiện trạng mạng PSTN tại Viễn thông Hà Nội................................34
Hình 3.2 Sơ đồ hiện trạng mạng xDSL.....................................................................36
Hình 3.3 Sơ đồ đấu nối mạng MAN-E Viễn thông Hà Nội......................................39
Hình 3.4 Quá trình chuyển tiếp chuyển mạch kênh sang chuyển mạch gói .............41
Hình 3.5 Giải pháp NGN sử dụng CSG và SMC......................................................42
Hình 3.6 Các sản phẩm truy nhập NGN ...................................................................44
Hình 3.7 Giải pháp NGN của SIEMENS..................................................................45
Hình 3.8 Giải pháp chuyển mạch nội hạt của SIEMENS .........................................46
Hình 3.9 Giải pháp cho mạng truy nhập trong thời kì quá độ của Siemens .............48
Hình 3.10 Qui hoạch cấu hình mạng NGN của Viễn thông Hà Nội.........................51
Hình 3.11 Cấu trúc của OSP .....................................................................................54
Hình 3.12 Sơ đồ phương án chuyển đổi của họ tổng đài Alcatel .............................57
Hình 3.13 Sơ đồ phương án chuyển đổi của họ tổng đài Siemens ...........................58
Hình 3.14 Sơ đồ phương án chuyển đổi của họ tổng đài NEAX..............................59
Hình 4.1 Một số dịch vụ NGN điển hình..................................................................68
Hình 4.2 Dịch vụ VPN ..............................................................................................69
Hình 4.3 Cấu hình dịch vụ điện thoại thẻ trả trước 1719..........................................73
Hình 4.4 Cấu hình mạng Webdialpage .....................................................................77
Hình 4.5 Giao diện Webdialpage ..............................................................................78
Hình 4.6 Cấu hình dịch vụ 1900 ...............................................................................81
Hình 4.7 Cấu hình mạng FreeCall Button.................................................................84
Hình 4.8 Cấu hình dịch vụ Toll Free Service 1800 .................................................86

v


DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT
AG

Access Gateway

Cổng truy nhập

AS

Application Server

Server ứng dụng

ATM

Asynchonous Transfer Mode

Chế độ truyền dị bộ

CS1

Capability Set 1

Tập khả năng

FS


Featuer Server

Server đặc tính

GW

Gateway

Tổng đài quốc tế

HLE

Host Local Exchange

Tổng đài nội hạt

IN

Intelligent Network

Mạng thông minh

INAP

Intelligent Network Application Part

Phần ứng dụng mạng thông minh

IP


Internet Protocol

Giao thức Internet

ISDN

Integrated Service Digital Network

Mạng số tích hợp đa dịch vụ

ISUP

ISDN User Part

Phần người dùng ISDN

ITU

International Telecommunication Union Liên minh viễn thông quốc tế

LAN

Local Area Network

Mạng cục bộ

MG

Media Gateway


Cổng truyền thông

MGC

Media gateway control

Điều khiển cổng truyền thông

MPLS Multi-Protocol Label Switching

Chuyển mạch nhãn đã giao thức

MS

Media Server

Server phương tiện

NGN

Next Generation Network

Mạng thế hệ sau

OSP

Open Service Platform

Nền tảng dịch vụ mở


PSDN Public Switched Data Network

Mạng chuyển mạch số liệu công cộng

Public Switched Telephone

Mạng chuyển mạch điện thoại

Network

công cộng

RLE

Remote Local Exchange

Tổng đài xa (Tổng đài vệ tinh)

SCP

Service Control Point

Điểm điều khiển dịch vụ

SGW

Signaling Gateway

Cổng báo hiệu


SIP

Session Initiation Protocol

Giao thức khởi tạo phiên

PSTN

vi


SSP

Service Switching Point

Điểm chuyển mạch dịch vụ

STP

Signaling Transfer Point

Điểm chuyển giao báo hiệu

Sub

Subscriber

Thuê bao

TDM


Time Division Multiplexing

Ghép kênh chia theo thời gian

TE

Transit Exchange

Tổng đài chuyển tiếp

TG

Trunking Gateway

Cổng trung kế

Vietnam Posts and

Tập đoàn Bưu chính Viễn thông

Telecommunications Group

Việt Nam

Virtual Private Network

Mạng riêng ảo

VNPT

VPN

vii


MỞ ĐẦU
Cùng với sự phát triển của kinh tế đất nước, các ngành hoạt động trong lĩnh
vực dịch vụ cũng không ngừng lớn mạnh và Viễn Thông là một trong những ngành
đó. Trong thời gian qua, Viễn Thông đã góp phần quan trọng vào sự vươn mình đi
lên của nền kinh tế đất nước trong thời kỳ đổi mới.
Không ngừng lớn mạnh cùng thời gian, ngành Viễn Thông Việt Nam đã và đang
cung cấp ngày càng nhiều loại hình dịch vụ viễn thông tới người dân với cả chất lượng
và số lượng không ngừng được cải thiện. Người dân Việt Nam giờ đây đã được hưởng
nhiều loại hình dịch vụ viễn thông tương đương như tại các nước phát triển trên thế
giới. Trong đà phát triển đó, để đáp ứng ngày càng tốt hơn nhu cầu thông tin của xã hội
trong thời đại bùng nổ thông tin, khi mà một loạt các hạ tầng viễn thông cũ tỏ ra không
phù hợp hay quá tải, Tập đoàn Bưu chính Viễn thông Việt Nam VNPT đã xây dựng đề
án triển khai xây dựng mạng thế hệ mới NGN tại Việt Nam.
NGN là mạng thế hệ sau không phải là mạng hoàn toàn mới. Nó được phát triển
từ tất cả các mạng cũ lên. NGN có khả năng làm nền tảng cho việc triển khai nhiều loại
hình dịch vụ mới trong tương lai một các nhanh chóng, không phân biệt ranh giới các
nhà cung cấp dịch vụ (dịch vụ độc lập với hạ tầng mạng) nhờ các đặc điểm: băng thông
lớn, tương thích đa nhà cung cấp thiết bị, tương thích với các mạng cũ… Đồng hành
với xây dựng mạng NGN, một loạt các dịch vụ với các kiến trúc khác nhau cũng dần
được triển khai nhằm cung cấp nhiều dịch vụ tiện ích cho người dùng.
Với sự ham muốn nắm bắt công nghệ về NGN tôi đã quyết định lựa chọn đề
tài luận văn tốt nghiệp là “Mạng thế hệ mới NGN và các dịch vụ triển khai trên
NGN tại VNPT”. Luận văn được trình bày trong 4 chương như sau:
ƒ Chương 1: Tổng quan về mạng thế hệ mới NGN
ƒ Chương 2: Cấu trúc mạng thế hệ mới NGN

1


ƒ Chương 3: Triển khai mạng NGN tại Viễn thông Hà Nội
ƒ Chương 4: Các dịch vụ trên NGN của VNPT
Do nội dung kiến thức của đề tài mới, khả năng còn hạn chế nên quyển luận
văn này chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót. Tôi rất mong nhận được sự chỉ
bảo góp ý của các thầy cô giáo và đồng nghiệp để đề tài được hoàn thiện và được áp
dụng vào thực tế mang lại hiệu quả cao.

2


Chương 1 - TỔNG QUAN MẠNG THẾ HỆ MỚI NGN
1.1 Mạng viễn thông hiện tại
1.1.1 Khái niệm về mạng viễn thông
Mạng viễn thông là tập hợp của các thiết bị viễn thông được liên kết với nhau
bằng các đường truyền dẫn.

Hình 1.1 Các thành phần chính của mạng viễn thông
Các thành phần chính của mạng viễn thông là thiết bị chuyển mạch, thiết bị
truyền dẫn, môi trường truyền và thiết bị đầu cuối (hình 1.1). 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 trong mạng 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.
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 thông gồm: máy điện thoại, máy Fax, máy tính...

Về cấu trúc, mạng viễn thông cũng có thể được định nghĩa như là một hệ thống
gồm các nút chuyển mạch được nối với nhau bằng các đường truyền dẫn. Nút được

3


phân thành nhiều cấp và kết hợp với các đường truyền dẫn tạo thành các cấp mạng
khác nhau.

Hình 1.2 Cấu hình mạng cơ sở

Hình 1.3 Cấu trúc mạng phân cấp

4


Mạng viễn thông hiện nay được chia thành nhiều loại. Đó là mạng mắc lưới,
mạng sao, mạng tổng hợp, mạng vòng kín... 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 lượng thoại cao, thấp...).
Mạng viễn thông hiện nay được phân cấp như hình 1.3, với 5 loại nút. Nút cấp
1 là các nút trung tâm chuyển mạch quá giang quốc tế, nút cấp 2 là các nút trung
tâm chuyển mạch quá giang đường dài, nút cấp 3 là các nút trung tâm chuyển mạch
quá giang nội hạt, nút cấp 4 là các nút trung tâm chuyển mạch nội hạt, nút cấp 5 là
các nút trung tâm chuyển mạch từ xa.
1.1.2 Các đặc điểm của mạng viễn thông ngày 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 cung cấp dịch vụ đó.
Một số mạng hiện tại gồm:

•

Mạng PSTN (Public Switched Telephone Network) là mạng điện thoại
chuyển mạch công cộng truyền thống dựa vào kỹ thuật chuyển mạch mạch
điện. Trong mạng PSTN, kết nối liên lạc điện thoại dùng chuyển mạch kênh
sử dụng một đường kết nối vật lý giữa người dùng tại hai đầu của mạng.
Đường kết nối này bị chiếm dụng và phải được đảm bảo trong suốt quá trình
liên lạc. Vì lẽ đó chất lượng cuộc gọi trên mạng PSTN bao giờ cũng tốt hơn
trên mạng Internet nhưng đổi lại chi phí lại đắt hơn rất nhiều, đặc biệt là các
cuộc gọi quốc tế.

•

Mạng 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
5


kết nối chuyển mạch và không chuyển mạch. Các kết nối chuyển mạch của
ISDN bao gồm chuyển mạch kênh, 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. Truy xuất của người sử dụng đến nguồn ISDN có thể khác nhau tuỳ
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 tuỳ theo hiện trạng
mạng viễn thông của từng quốc gia.
•

Mạng PSDN (Public Switched 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 VPN (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 chia tần số. Và có thể truyền dữ liệu dưới dạng
văn bản như dịch vụ tin nhắn SMS (Short Message Services)
Hiện nay các nhà cung cấp dịch vụ thu được lợi nhuận phần lớn từ các dịch vụ

như Leased Line, Frame Relay, ATM (Asynchonous Transfer Mode) 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 (Internet Protocol) 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 người sử dụng xuyên qua mạng hạ tầng
công cộng. Một nhóm người sử dụng 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. Các
thuê bao VPN có thể di chuyển đến một kết nối mềm dẻo trải dài từ mạng cục bộ

6


đến mạng hoàn chỉnh. Các thuê bao này có thể dùng trong cùng (Intranet) hoặc khác
(Extranet) tổ chức.
1.1.3 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 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 đòi hỏi này.
• Mạng hiện tại 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, đứng 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
7


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 làm bộc lộ sự kém hiệu quả của chuyển

mạch kênh TDM (Time Division Multiplexing). 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 mạng 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.

1.2 Mạng NGN
1.2.1 Định nghĩa
Mạng viễn thông thế hệ mới có nhiều cách gọi khác nhau 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 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 và các nhà cung cấp thiết bị viễn thông
trên thế giới đều rất quan tâm và nghiên cứu về chiến lược phát triển NGN nhưng
vẫn 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
mới, nhưng nó có thể là khái niệm chung nhất khi đề cập đến NGN:“NGN là mạng
8


có hạ tầng thông tin duy nhất dựa trên công nghệ chuyển mạch gói, triển khai các
dịch vụ một cách đa dạng và nhanh chóng, là sự hội tụ giữa thoại và dữ liệu, giữa

cố định và di động.”
1.2.2 Đặc điểm NGN
NGN có 4 đặc điểm chính:
• Nền tảng là hệ thống mở.
• NGN là do mạng dịch vụ thúc đẩy nhưng các dịch vụ trên NGN phải độc lập
với mạng lưới.
• NGN là mạng chuyển mạch gói dựa trên một giao thức thống nhất.
• Là mạng có dung lượng ngày càng tăng, có tính thích ứng ngày càng tăng và
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.
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.
NGN là mạng chuyển mạch gói, giao thức thống nhất. Mạng thông tin hiện
nay, dù là mạng viễn thông, mạng máy tính hay mạng truyền hình cáp, đều không
9


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; đặt cơ sở vững chắc về mặt
kỹ thuật cho hạ tầng cơ sở thông tin quốc gia.
Trong NGN giao thức IP thực tế đã trở thành giao thức ứng dụng vạn năng
được áp dụng làm cơ sở cho mạng đa dịch vụ. Hiện tại mặc dù vẫn còn gặp nhiều
khó khăn so với mạng chuyển mạch kênh về khả năng hỗ trợ lưu lượng thoại và
cung cấp chất lượng dịch vụ đảm bảo cho số liệu, nhưng với tốc độ thay đổi nhanh
chóng nhiều công nghệ mới đang được áp dụng sẽ sớm khắc phục điều này trong
tương lai gần.
1.2.3 Các yếu tố thúc đẩy tiến tới NGN
• Cải thiện chi phí đầu tư
Công nghệ chuyển mạch kênh truyền thống chậm thay đổi so với sự thay đổi
nhanh chóng của công nghệ máy tính. Các chuyển mạch kênh chiếm phần lớn trên
mạng PSTN nhưng không thực sự tối ưu cho truyền số liệu. Trong khi đó nhu cầu
trao đổi thông tin giữa mạng PSTN và mạng Internet ngày càng tăng, do đó xuất
hiện nhu cầu xây dựng hệ thống chuyển mạch tương lai dựa trên công nghệ chuyển
mạch gói cho cả thoại và dữ liệu.
Các giao diện mở tại mỗi lớp cho phép lựa chọn linh hoạt nhà cung cấp thiết
bị. Truyền tải dựa trên gói cho phép phân bổ băng tần hiệu quả và linh hoạt. Nhờ đó
giúp nhà khai thác quản lý dễ dàng, nâng cấp một cách hiệu quả phần mềm tại các
nút điều khiển, dễ dàng triển khai dịch vụ mới mà không cần thay đổi mạng qua đó
giúp giảm chi phí vận hành khai thác mạng.

10


• Xu thế đổi mới viễn thông
Trong vòng hội nhập kinh tế thế giới xu thế hội nhập cũng diễn ra mạnh mẽ
trong viễn thông. Cạnh tranh ngày càng khốc liệt khi thế giới buộc các chính phủ

phải mở cửa thị trường viễn thông. Để thích ứng với xu thế đó, đáp ứng được khả
năng cung cấp dịch vụ cho nhiều dạng khách hàng thì yêu cầu hệ thống mạng phải
có độ mở cao để có thể kết nối nhiều nhà cung cấp dịch vụ với nhau. Với yêu cầu
này các mạng cũ không thể thực hiện được trong khi đó mạng NGN thích ứng rất
tốt với đòi hỏi này nhờ một cấu trúc mở hợp lý.
• Các nguồn doanh thu mới
Dự báo hiện nay cho thấy doanh thu từ thoại gần như đạt mức bão hoà và
không thể tăng thêm được nữa. Trong khi đó doanh thu từ các dịch vụ giá trị gia
tăng ngày càng tăng, xu hướng sẽ vượt doanh thu từ thoại trong tương gần. Trước
viễn cảnh đó nhiều nhà cung cấp, khai thác viễn thông không thể bỏ qua cơ hội tăng
doanh thu này. Do vậy việc phát triển một mạng mới để đáp ứng tất cả các dịch vụ
gia tăng hiện có cũng như những nhu cầu dịch vụ mới trong tương lai là không thể
không làm.
Tất cả các điều trên cho thấy sự phát triển mạng viễn thông lên mạng NGN là
một điều thiết yếu và cần thiết.
1.2.4 Yêu cầu để phát triển mạng NGN
Trước hết các nhà khai thác dịch vụ viễn thông phải xem xét mạng TDM mà
họ đã tốn rất nhiều chi phí đầu tư để quyết định xây dựng một mạng NGN xếp
chồng hay thậm chí thay thế các tổng đài truyền thống bằng những chuyển mạch
công nghệ mới sau này. Các nhà khai thác cần tìm ra phương pháp cung cấp các
dịch vụ mới cho khách hàng của họ trong thời kỳ quá độ trước khi các mạng của họ
chuyển sang mạng NGN một cách đầy đủ.
Vấn đề lớn nhất cần nhắc tới là phải hỗ trợ dịch vụ thoại qua IP và hàng loạt
các dịch vụ giá trị tăng khác trong khi cơ chế “best effort” phân phối các gói tin
không còn đủ đáp ứng nữa. Một thách thức căn bản nữa là mở rộng mạng IP theo
11


nhiều hướng, nhiều khả năng cung cấp dịch vụ trong khi vẫn giữ được ưu thế của
mạng IP.

Một khía cạnh khác là quy mô mạng phải đủ lớn để cung cấp cho khách hàng
nhằm chống lại hiện tượng tắc nghẽn cổ chai trong lưu lượng của mạng lõi. Việc
tăng số lượng các giao diện mở cũng làm tăng nguy cơ mất an ninh mạng. Do đó
đảm bảo an toàn thông tin mạng chống lại sự xâm nhập trái phép từ bên ngoài trở
thành vấn đề sống còn của các nhà khai thác mạng.
Vấn đề cũng không kém phần quan trọng là các giải pháp quản lý thích hợp
cho mạng NGN trong môi trường đa nhà khai thác, đa dịch vụ. Mặc dù còn 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 và sẽ mang lại nhiều lợi ích như giảm chi phí khai thác,
dịch vụ đa dạng...
Cuối cùng, muốn triển khai lên mạng NGN thì các công nghệ áp dụng trên
mạng lưới phải sẵn sàng :
• Công nghệ truyền dẫn: phải phát triển các cộng nghệ truyền dẫn quang SDH,
WDM hay DWDM với khả năng hoạt động mềm dẻo linh hoạt, thuận tiện
cho khai thác và điều hành quản lý.
• Công nghệ truy nhập: phải đa dạng hoá các dạng truy nhập cả vô tuyến và
hữu tuyến. Tích cực phát triển và hoàn thiện để đem vào ứng dụng rộng rãi
các công nghệ truy nhập tiên tiến như truy nhập quang, truy nhập WLAN,
truy nhập băng rộng, đặc biệt là triển khai rộng truy nhập ADSL và hệ thống
di động 3G.
• Công nghệ chuyển mạch: mặc dù có nhiều tranh luận về việc lựa chọn công
nghệ nào cho mạng NGN trong các công nghệ IP, ATM, ATM/IP hay
MPLS, song có thể nói chuyển mạch gói sẽ là sự lựa chọn trong NGN. Gần
đây với sự hoàn thiện về nghiên cứu, công nghệ MPLS sẽ hứa hẹn là công
nghệ chuyển mạch chủ đạo trong NGN.

12


Chương 2 - CẤU TRÚC MẠNG THẾ HỆ MỚI NGN

2.1 Cấu trúc chức năng của mạng thế hệ mới NGN
Nhìn chung mạng NGN vẫn là một xu hướng mới mẻ do vậy chưa có một
khuyến nghị chính thức nào được công bố rõ ràng để làm tiêu chuẩn về cấu trúc
mạng NGN, song dựa vào mô hình mà một số tổ chức và các hãng xây dựng ta có
thể tạm hiểu cấu trúc mạng NGN gồm các chức năng như sau (Hình 2.1 (a)):
ƒ Lớp kết nối (truy nhập và truyền dẫn ở phần lõi)
ƒ Lớp trung gian hay lớp truyền thông (Media)
ƒ Lớp điều khiển (Control)
ƒ Lớp quản lý (Management)
Trong các lớp trên, lớp điều khiển hiện nay rất phức tạp với nhiều loại giao
thức, khả năng tương thích giữa các thiết bị của các hãng là vấn đề đang được các
nhà khai thác quan tâm.
Mô hình phân lớp chức năng của mạng NGN được biểu diễn

Hình 2.1 (a) Cấu trúc mạng thế hệ sau
(góc độ mạng)

Hình 2.1 (b) Cấu trúc mạng thế hệ sau
(góc độ dịch vụ)

13


Xét từ góc độ kinh doanh và cung cấp dịch vụ thì mô hình cấu trúc NGN có
thêm lớp ứng dụng dịch vụ (Hình 2.1(b)). Trong môi trường phát triển cạnh tranh
thì sẽ có rất nhiều thành phần tham gia kinh doanh trong lớp ứng dụng dịch vụ.

Hình 2.2 Cấu trúc chức năng của NGN
Kiến trúc mạng NGN sử dụng chuyển mạch gói cho cả thoại và dữ liệu. Nó
phân chia các khối của tổng đài hiện nay thành các lớp mạng riêng lẻ, 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 của mạng PSTN
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 bộ điều khiển cổng truyền thông (Media Gateway Controller) hoặc
là một tách 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-

14


Intelligent Network) và các sever 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 với các thiết bị đầu cuối của khách hàng (RGW-Residental
Gateway), với các mạng truy nhập (AGW-Access Gateway) hoặc với mạng PSTN
(TGW-Trunk Gateway). Các sever truyền thông có rất nhiều chức năng khác nhau,
chẳng hạn như: cung cấp các âm quay số hoặc thông báo, 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 chia thành bốn lớp riêng biệt thay vì tích
hợp thành một hệ thống như công nghệ chuyển mạch kênh hiện nay gồm: 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 lựa chọn các nhà cung cấp
thiết bị tốt nhất cho từng lớp trong mô hình mạng NGN.

2.1.1 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:
+ Công nghệ ATM hay IP/MPLS có thể được sử dụng truyền dẫn trên mạng lõi
để đảm bảo QoS.
+ Mạng lõi có thể thuộc mạng MAN hay mạng đường trục.
15


+ Các router được 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 những router này.
+ 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. Lớp ứng dụng sẽ đưa ra các yêu cầu về năng lực
truyền tải và nó sẽ thực hiện yêu cầu đó.
- Thành phần:
+ Các nút chuyển mạch/Router (IP/ATM hay IP/MPLS), các chuyển mạch kênh
của mạng PSTN, kỹ thuật truyền tải chính là IP hay IP/ATM.
+ Có các hệ thống chuyển mạch, hệ thống định tuyến cuộc gọi.
- Chức năng:
+ Lớp truyền tải trong cấu trúc 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:
+ Với truy nhập hữu tuyến: cáp đồng và xDSL đang được sử dụng phổ biến; Tuy
nhiên, truyền dẫn quang DWDM, PON cũng đang dần chiếm ưu thế, thị trường của
xDSL và modem sẽ dần thu hẹp lại.
+ Với truy nhập vô tuyến: Có hệ thống thông tin di động GSM hoặc CDMA, truy
nhập vô tuyến cố định, vệ tinh. Trong tương lại các hệ thống truy nhập không dây
sẽ phát triển rất nhanh như truy nhập hồng ngoại, Bluetooth, hay WLAN...
16


- 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.
2.1.2 Lớp truyền thông
- Thành phần: gồm các thiết bị là các cổng phương tiện truyền thông (MG) như:
+ Cổng truy nhập: AG (Access Gateway) kết nối giữa mạng lõi và mạng truy
nhập, RG (Residental Gateway) kết nối mạng lõi và mạng thuê bao tại nhà.
+ Cổng giao tiếp: TG (Trunking Gateway) kết nối mạng lõi với mạng
PSTN/ISDN, WG (Wireless Gateway) kết nối mạng lõi với mạng di động.
- Chức năng:
+ Lớp này chịu trách nhiệm chuyển đổi các loại môi trường (như FR, PSTN,
LAN, vô tuyến…) sang môi trường truyền dẫn gói được áp dụng trên mạng lõi và
ngược lại.
+ 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.
2.1.3 Lớp điều khiển
- Thành phần: Bao gồm các hệ thống điều khiển mà thành phần chính là
Softswitch còn gọi là MGC hay Call agent, được kết nối với các thành phần khác
nhau như: SGW (Signaling Gateway), MS (Media Server), FS (Featuer Server), AS
(Application Server) để kết nối cuộc gọi hay quản lý địa chỉ IP.
17