..

Bộ giáo dục và đào tạo
Trờng đại học bách khoa hà nội
----------------------------------------

luận văn thạc sĩ

Nghiên cứu các giao diện kết nối cung cấp
khả năng phát triển dịch vụ gia tăng cho
mạng thế hệ sau next generation network
ngành: công nghệ thông tin
m số:
vơng thị cẩm vân

Ngời hớng dẫn: ts. trịnh văn loan

Hà nội 2006


1

Mục lục
Mục lục........................................................................................................ 1
Thuật ngữ và từ viết tắt ................................................................. 4
Danh mục các bảng và hình vẽ ..................................................... 9
Mở đầu ........................................................................................................ 11
Chơng 1 - Tổng quan về mạng NGN.......................................... 13
1.1 Sự cần thiết phải chuyển đổi sang mạng NGN.............. 13
1.1.1 Các yêu cầu về dịch vụ của khách hàng cá nhân ............................. 13
1.1.2 Yêu cầu của các doanh nghiệp ........................................................ 14

1.1.3 Các yêu cầu đối với các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông .............. 15
1.1.4 Nhu cầu chuyển đổi sang mạng thế hệ sau NGN ............................ 15
1.1.5 Các yêu cầu và nguyên tắc tổ chức mạng NGN .............................. 17
1.2 Mạng thế hệ sau - NGN ............................................................... 18
1.2.1 Định nghĩa NGN.............................................................................. 18
1.2.2 Cấu trúc mạng NGN ........................................................................ 19
1.2.3 Các phần tử trong mạng NGN ......................................................... 21
1.3. Các giao diện NGN ..................................................................... 39
1.4. Kết luận ........................................................................................... 44
Chơng 2 - Nghiên cứu tiêu chuẩn các giao diện kết
nối cung cấp dịch vụ trong NGN theo ITU CS4 ................. 45
2.1. Giíi thiƯu chung về ITU CS4.................................................... 45
2.1.1 Các tiêu chuẩn cho IN CS- 4........................................................... 47
2.1.2. Hỗ trợ IN cho thoại trên IP ............................................................ 47
2.2 Mô hình chức năng phân tán cho IN CS-4 ...................... 49
2.2.1 Các thực thể chức năng liên quan đến dÞch vơ IN .......................... 49


2

2.2.2 Các giao diện chức năng .................................................................. 56
2.2.3 Các chức năng ánh xạ và giao thức mức thấp.................................. 61
2.3 Kết luận ............................................................................................ 62
Chơng 3 - Giải pháp Surpass và kiến trúc mở cung cấp
dịch vụ gia tăng của Siemens...................................................... 63
3.1 Giíi thiƯu chung vỊ SURPASS .................................................. 63
3.1.1 SURPASS hiQ9200.......................................................................... 64
3.1.2 SURPASS hiQ4000.......................................................................... 66
3.1.3 SURPASS hiQ30.............................................................................. 67
3.1.4 SURPASS hiQ20.............................................................................. 67

3.1.5 SURPASS hiA7500.......................................................................... 67
3.1.6 SURPASS hiG1000.......................................................................... 68
3.1.7 SURPASS hiR 200 ........................................................................... 69
3.1.8 SURPASS NetManager.................................................................... 69
3.2 KiÕn tróc cung cÊp c¸c giao diƯn cho c¸c øng dơng
multimedia............................................................................................ 70
3.2.1 Surpass callsetup bloc ................................................................. 72
3.2.2 Surpass Internetbusy bloc ........................................................... 73
3.2.3 SURPASS conference bloc .............................................................. 74
3.2.4 SURPASS surfsyncrone bloc ........................................................... 75
3.2.5 SURPASS callhandling bloc ............................................................ 76
3.3 Các ứng dụng và dịch vụ ......................................................... 77
3.3.1 FreecallButton.................................................................................. 78
3.3.2 WebdialPage .................................................................................... 80
3.3.3 Call Waiting Internet ....................................................................... 81
3.3.4 SurFone ............................................................................................ 86
3.3.5 WebConfer....................................................................................... 88


3

3.3.6 Dịch vụ trả trớc .............................................................................. 91
3.3.7 Dịch vụ Toll Free ( 1800 ) ............................................................... 92
3.3.8 DÞch vơ Automatic Service Selection ( 1900 )................................. 93
3.3.9 Dịch vụ mạng riêng ảo (VPN- Virtual Private Network) ................ 94
3.4 kÕt luËn ............................................................................................ 95
Ch−¬ng 4 - Thùc tÕ triĨn khai m¹ng NGN t¹i ViƯt nam 96
4.1 nguyên tắc tổ chức mạng ngn............................................ 96
4.1.1 Phân vïng l−u l−ỵng. ....................................................................... 96
4.1.2 Tỉ chøc líp øng dơng và dịch vụ..................................................... 96

4.1.3 Tổ chức lớp điều khiển..................................................................... 97
4.1.4 Tỉ chøc líp chun t¶i..................................................................... 98
4.1.5 Tỉ chøc líp truy nhËp. ..................................................................... 99
4.1.6 KÕt nèi víi m¹ng PSTN ................................................................. 100
4.1.7 KÕt nèi víi m¹ng Internet .............................................................. 101
4.1.8 KÕt nèi víi m¹ng FR, X.25 hiƯn t¹i............................................... 101
4.1.9 KÕt nèi víi m¹ng di động GSM ..................................................... 101
4.2 Lộ trình chuyển đổi ................................................................ 102
4.2.1 Yêu cầu của lộ trình chuyển đổi .................................................... 102
4.2.2 Lộ trình chuyển đổi đến 2010........................................................ 103
4.3 kết luận .......................................................................................... 104
Chơng 5 - Kết luận và kiến nghị............................................ 105
Tài liệu tham kh¶o .......................................................................... 107


4

Thuật ngữ và từ viết tắt
AC

Authentication Centre

ACE

Application Creation Environment

ADSL

Asymmetric Digital Subscriber Line


API

Application Programming Interface

ASR

Automatic Speech Recognition

ATM

Asynchronous Transfer Mode

BGP

Border Gateway Protocol

BICC

Bearer independent call control protocol

BRI

Basic Rate Interface

CAMEL

Customised Application for Mobile network Enhanced Logic

CAPEX


CApital EXPenditure

CCAF

Call Control Agent Function

CCBS

Custumer Care & Billing Service

CCF

Call Control Function

CDMA

Code Division Multiple Access

CGI

Common Gateway Interface

CHAP

Challenge Handshake Authentication Protocol

CLIP

Calling Line Identification Presentation


CODEC

Compression/Decompression - Codification/Decodification

CORBA

Common Object Request Broker Architecture

CPL

Call Processing Language

CPML

Call Policy Markup Language

CUSF

Call-Unrelated Service Function

D/A GF

Dial Access Gateway Function

DCOM

Distributed Common Object Model

DTMF


Dual Tone Multiple Frequency

ECTF

Enterprise Computer Telephony Forum


5

EJB

Enterprise JavaBeans

ETSI

European Telecommunications Standards Institute

FE

Functional Entity

FTP

File Transfer Protocol

GK

GateKeeper

GSM


Global System for Mobile communications

GUI

Graphical User Interface

HTTP

HyperText Transport Protocol

ICW

Internet Call Waiting

ICC

Inter-Connect Controller

IETF

Internet Engineering Task Force

IMT-2000 International Mobile Telecommunications-2000
IN

Intelligent Network

INAP


Intelligent Network Application Part

IPSec

Internet Protocol Security

IPTN

IP Transport Network

ISDN

Integrated Services Digital Network

ISG

Intergrated Signaling Gateway

ISUP

ISDN User Part

ITU

International Telecommunications Union

JAIN

Java and IN


JCC

Java Community Process

JTAPI

Java Telephony API

LDAP

Lightweight Directory Access Protocol

LSR

Label Switch Routing

MAC

Media Access Control

MAP

Mobile Application Part

MCP

Media Control Processor


6


MEGACO MEdia GAteway COntrol protocol
MGC

Media Gateway Controller

MGCP

Media Gateway Control Protocol

MP3

MPEG-1 Audio Layer 3

MPEG

Moving Picture Expert Groupe

MPLS

MultiProtocol Label Switching

NGN

Next Generation Network

NSP

Network Service Processor


OAM&P

Operation,Administration, Maintenance and Provisining

OCCRUI

Out-Channel Call-Related User Interaction

OPEX

OPerational EXPenditure

ORB

Object Request Broker (CORBA)

OSP

Open Service Platform

OSPF

Open Shortest Path First

PAM

(Parlay) Precence & Availability Management

PAP


Password Authentication Protocol

PCM

Pulse Code Modulation

PHS

Personal Handyphone System

PIN

Personal Identification Number

PINT

PSTN Internet Interworking

PM

Packet Manager

PoP

Point of Presence

POTS

Plain Old Telephony System


PRI

Primary Rate Interface

PSDN

Public Switched Data Network

PSTN

Public Switched Telephone Network

QoS

Quality of Service

RADIUS

Remote Authentication Dial In User Service


7

RANAP

Radio Access Network Application Part

RFC

Request For Comments


RTP

Real Time Protocol

SA-GF

Service Application Gateway Function

SCEF

Service Creation Environment Function

SCF

Service Control Function

SC-GF

Service Control Gateway Function

SCN

Switched Circuit Network

SCP

Service Control Point

SCUAF


Service Control User Agent Function

SDF

Service Data Function

SDP

Session Description Protocols

SG

Signaling Gateway

SIP

Session Initiation Protocol

SLEE

Service Logic Execution Environment

SMAF

Service Management Access Function

SMDS

Switched Multimegabit Data Service


SMF

Service Management Function

SMTP

Simple Mail Transfer Protocol

SNMP

Simple Network Management Protocol

SRF

Specialized Resource Function

SS7

Signalling System number 7

SSF

Service Switching Function

SSL

Secure Sockets Layer

TAPI


Telephony Application Protocol Interface

TCAP

Transaction Capabilities Application Part

TCP

Transmission Control Protocol

TDM

Time Division Multiplex


8

TINA

Telecommunication Information Network Architecture

TIPHON

Telecommunications and IP Harmonization Over Networks

TMN

Telecommunications Management Network


TRIP

Token Ring Interface Processor

TTS

Text To Speech

UA

User Agent

UDP

User Datagram Protocol

VoIP

Voice over IP

VPN

Virtual Private Network

XLML

eXtended Linderdaum Markup Language

XML


eXtensible Markup Language


9

Danh mục các bảng và hình vẽ
Bảng 1.1 Các giao diện trong mạng PSTN/ISDN............................................ 40
Bảng 1.2 Các giao diện giữa mạng IP với mạng chuyển mạch kênh(SCN) .... 41
Bảng 2.1 Các giao diện.................................................................................... 57
Hình 1.1 Mạng hợp nhất.................................................................................. 19
Hình 1.2 Mô hình phân lớp NGN.................................................................... 19
Hình 1.3 Các phần tử mạng NGN cơ bản....................................................... 21
Hình 1.4 Cấu hình tham chiếu TIPHON cđa ETSI ......................................... 41
H×nh 2.1 VÝ dơ API xư lý cuộc gọi.................................................................. 46
Hình 3.1 Kiến trúc mạng NGN của Siemens .................................................. 63
Hình 3.2 Kiến trúc của sản phẩm SURPASS hiQ9200 ................................... 65
Hình 3.3 Cấu trúc mạng của giải pháp SURPASS MMA ............................... 66
Hình 3.4 Chức năng của hiG1000 ................................................................... 68
H×nh 3.5 Tỉng quan vỊ SURPASS NetManager ............................................. 69
H×nh 3.6 Kiến trúc cung cấp dịch vụ của SURPASS....................................... 70
Hình 3.7 Các giao diện của hiQ 4000 ............................................................. 71
Hình 3.8 Chức năng của SURPASS callsetup bloc ......................................... 73
Hình 3.9 Chức năng của SURPASS internetbusy bloc.................................... 74
Hình 3.10 Chức năng của SURPASS conference bloc .................................... 74
Hình 3.11 Chức năng của SURPASS surfsyncrone bloc ................................. 75
Hình 3.12 Cấu hình chung của mạng .............................................................. 77
Hình 3.13 Ví dụ FreecallButton đặt trên Website của Siemens...................... 79
Hình 3.14 Sơ đồ mạng cho FreecallButton...................................................... 79
Hình 3.15 Giao diện đồ hoạ ngời dùng(GUI) của ứng dụngWebdialPage ... 80
Hình 3.16 Sơ đồ mạng cho ứng dụng WebdialPage........................................ 81

Hình 3.17 Sơ đồ mạng cho ứng dụng Call Waiting Internet ........................... 82
H×nh 3.18 Cuéc gäi Call Waiting Internet ..................................................... 83


10

Hình 3.19 Cửa sổ thông báo có cuộc gọi vào cho øng dơng CWI .................. 84
H×nh 3.20 ChÊp nhËn cc gäi qua PSTN phone ............................................ 85
H×nh 3.21 ChÊp nhËn cuéc gọi qua VoIP........................................................ 85
Hình 3.22 Giao diện đồ hoạ ngời dùng(GUI) của ứng dụng SurFone .......... 86
Hình 3.23 Sơ đồ mạng cho ứng dụng SurFone................................................ 87
Hình 3.24 GUI WebConfer ............................................................................. 88
Hình 3.25 Sơ đồ mạng cho ứng dụng WebConfer .......................................... 90
Hình 3.26 Dịch vụ Prepaid Card 1719 ........................................................ 91
Hình 3.27 Lu đồ thiết lập cuộc gọi trong dịch vụ Prepaid Card................... 92
Hình 3.28 Sơ đồ kết nối cuộc gọi dịch vụ 1800 ............................................. 93
Hình 3.29 Sơ đồ kết nối cuộc gọi dịch vụ 1900 .............................................. 94
Hình 4.1 Tổ chức lớp điều khiển. .................................................................. 97
Hình 4.2 Tổ chức lớp chuyển tải .................................................................... 98
Hình 4.3 Tổ chức lớp truy nhập.................................................................... 100


11

Mở đầu
Những năm vừa qua đà đánh dấu sự phát triển nhanh chóng theo xu
hớng hội tụ của ngành công nghệ thông tin và viễn thông. Hạ tầng công nghệ
thông tin và viễn thông đà có những thay đổi cơ bản về phơng thức cung cấp
dịch vụ cho khách hàng. Nhu cầu sử dụng dịch vụ tăng lên không ngừng, các
khách hàng không chỉ yêu cầu đợc cung cấp các dịch vụ truyền thống mà

còn đòi hỏi các dịch vụ có tính tích hợp, đa dạng, tiện lợi và chất lợng cao.
Các nhà cung cấp dịch vụ đòi hỏi các dịch vụ cần đợc triển khai một cách
nhanh chóng, hiệu quả, tiết kiệm đầu t và ít rủi ro.
Trong thời gian gần đây, ngời ta nói nhiều đến khái niệm mạng NGN,
mạng thế hệ sau, mạng đảm bảo cơ sở hạ tầng duy nhất cho viễn thông và
thông tin, nhằm đảm bảo sự hội tụ giữa viễn thông và tin học, có khả năng
cung cấp đa dịch vụ, đa phơng tiện, . Hiện nay, các tổ chức nghiên cứu về
NGN nh ETSI, TINA, MSF, ISC, đang tập trung nghiên cứu vào các vấn
đề liên quan đến NGN.
Xác định đợc nhu cầu tất yếu phải chuyển đổi sang kiến trúc mạng
NGN, ngày 16/11/2001, Hội đồng quản trị Tổng công ty Bu chính Viễn
thông Việt Nam đà ra quyết định số 393QĐ/VT/HĐQT phê duyệt định hớng
tổ chức mạng Viễn thông đến năm 2010 trong đó nhấn mạnh việc chuyển đổi
mạng theo kiến trúc mạng thế hệ sau NGN.
Đến nay, giải pháp NGN SURPASS của Siemens đà đợc lựa chọn để
triển khai cho Tỉng c«ng ty B−u chÝnh ViƠn th«ng ViƯt Nam. Trong quá trình
triển khai, một số dịch vụ đà đợc cung cÊp nh−: Web dial page, click to call,
Webconfer,…tuy nhiªn chóng ta cũng cần phải chủ động trong việc phát triển
và đa ra các dịch vụ giá trị gia tăng cho khách hàng, luận văn này tập trung
nghiên cứu các giao diện kết nối cung cấp khả năng phát triển dịch vụ gia tăng
cho mạng NGN của Tổng công ty đồng thời nghiên cứu một số ứng dụng và
dịch vụ thử nghiÖm.


12

Báo cáo luận văn bao gồm các nội dung chính nh sau:
Chơng 1 : Tổng quan về mạng NGN.
Chơng 2 : Tiêu chuẩn các giao diện kết nối cung cấp dịch vụ trong
mạng NGN theo IN CS4 của ITU-T.

Chơng 3 : SURPASS và kiến trúc mở cung cấp dịch vụ gia tăng của
Siemens.
Chơng 4 : Thực tế triển khai mạng NGN tại Việt nam.
Chơng 5 : Kết luận và kiến nghị.


13

Chơng 1
Tổng quan về mạng NGN

1.1 Sự cần thiết phải chuyển đổi sang mạng NGN
Để có thể thấy đợc sự cần thiết phải chuyển đổi mạng viễn thông hiện
tại sang mạng thế hệ sau NGN, trớc tiên chúng ta hÃy phân tích các yêu cầu
về dịch vụ của khách hàng, ở đây ta xem xét hai loại hình khách hàng khác
nhau: đó là khách hàng cá nhân và khách hàng doanh nghiệp. Qua đó ta cũng
nêu ra các yêu cầu mà các nhà khai thác dịch vụ viễn thông cần đáp ứng để có
thể phát triển và kinh doanh có hiệu quả và đó cũng chính là các lý do dẫn đến
lộ trình chuyển đổi sang mạng thế hệ sau NGN.
1.1.1 Các yêu cầu về dịch vụ của khách hàng cá nhân
Trong những năm qua với sự phát triển nhanh chóng của công nghệ
thông tin và truyền thông, ngời dân đà từng bớc đợc làm quen với các dịch
vụ mới, hiện đại. Nhu cầu và yêu cầu về dịch vụ của ngời dân ngày càng cao
và luôn tạo ra những thách thức mới cho các nhà cung cấp dịch vụ, các nhà
đầu t, phát triển công nghệ, các nhu cầu này có thể tóm tắt nh sau:
Không những đợc cung cấp các dịch vụ cơ bản nh: thoại, truyền số
liệu, gửi nhận fax, mà còn yêu cầu đợc cung cấp các dịch vụ giá trị gia
tăng mang tính chất tích hợp, đa dạng , tiện lợi và hiện đại.
Các dịch vụ phải đợc cung cấp qua nhiều kênh phân phối hay nhiều
chủng loại thiết bị đầu cuối khác nhau: truyền hình, điện thoại cố định,

điện thoại di động, máy tính, thiết bị cá nhân, các điểm truy cập dÞch


14

vụ
Các dịch vụ phải có thể sử dụng và truy cập đợc tại bất kỳ đâu, không
phụ thuộc vào không gian, ở nhà, trên đờng phố, trong các cơ quan,
công sở, khu thơng mại, khu vui chơi, giải trí thậm chí cả ở các khu
vực nông thôn, vùng sâu, vùng xa,
Các dịch vụ phải đợc cung cấp không phụ thuộc vào thời gian, phải có
khả năng hoạt động 24 giờ trong ngày và 7 ngày trong tuần, ngời dân
có thể truy cập dịch vụ bất kỳ thời điểm nào tiện lợi cho họ.
1.1.2 Yêu cầu của các doanh nghiệp
Trong môi trờng kinh doanh năng động và đầy cạnh tranh nh hiện
nay, bên cạnh các yêu cầu về chủ trơng, chính sách quản lý nhà nớc, các
doanh nghiệp rất cần các giải pháp và dịch vụ truyền thông chuyên nghiệp,
hiện đại để giúp họ thu hút và chăm sóc đợc khách hàng:
Khả năng cung cấp các kênh truyền thông để tự động phân phối thông
tin về sản phẩm, dịch vụ của doanh nghiệp đến với khách hàng một
cách nhanh chóng tiện lợi, đặc biệt là các kênh phân phối cung cấp khả
năng trao đổi thông tin nhiều chiều, cho phép doanh nghiệp có thể nhận
đợc các phản hồi từ khách hàng không hạn chế về không gian và thời
gian.
Cung cấp các giải pháp và giao diện mở cho phÐp doanh nghiƯp cã thĨ
dƠ dµng triĨn khai, tÝch hợp với hệ thống của các nhà cung cấp hạ tầng
truyền thông, tài chính ngân hàng và với các doanh nghiệp khác.
Tiết kiệm chi phí đầu t để phát triển hệ thống, đội ngũ, cơ sở hạ tầng,
ít rủi ro, lợi nhuận cao và nhanh chóng thu hồi lại vốn.
Hình thức thu tiền khách hàng tiện lợi, tránh đợc các rủi ro trong quá

trình thanh toán nh nợ ®äng kÐo dµi...


15

1.1.3 Các yêu cầu đối với các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông
Thu hút đợc nhiều khách hàng (cá nhân và doanh nghiệp) qua đó khai
thác đợc tối đa cơ sở hạ tầng truyền thông, tài chính, mang lại doanh
thu lớn.
Đáp ứng yêu cầu ngày càng cao về chất lợng dịch vụ và loại hình dịch
vụ của khách hàng.
Phải có khả năng quản lý giám sát đợc hệ thống và dịch vụ, cân đối và
sử dụng có hiệu quả chi phí đầu t cho hạ tầng mạng (CAPEX) và chi
phí quản lý khai thác mạng (OPEX).
Cập nhật các công nghệ và kỹ thuật mới, đánh giá đợc tiềm năng và
xây dựng các kế hoạch phát triển các dịch vụ mới cho khách hàng, lộ
trình quy hoạch và chuyển đổi mạng.
1.1.4 Nhu cầu chuyển đổi sang mạng thế hệ sau NGN
Phần trên chúng ta đà xem xét các yêu cầu của khách hàng, các yêu cầu
đối với nhà cung cấp dịch vụ viễn thông, sau đây ta sẽ xem xét hiện trạng
mạng hiện tại đà đáp ứng đợc các yêu cầu trên hay cha và kiến trúc mạng
thế hệ sau NGN có đáp ứng đợc các yêu cầu đó không, và đó chính là lý do
để chuyển đổi kiến trúc mạng.
Hiện tại, chúng ta đang có rất nhiều mạng khác nhau với các dịch vụ
đợc khai thác riêng lẻ:
Mạng điện thoại công cộng (PSTN).
Mạng truyền số liệu.
Mạng Internet.
Mạng di động theo công nghệ GSM, CDMA.
Mạng di động nội thị theo công nghệ PHS.

Mạng thông tin vệ tinh.


16

Mạng truyền hình cáp.

Để sử dụng đợc các dịch vụ, khách hàng cần có các loại thiết bị đầu
cuối khác nhau, do mỗi mạng chỉ đợc khai thác trong một số vùng và khu
vực nhất định, dẫn đến việc hạn chế trong việc truy cập dịch vụ của khách
hàng. Thực tế chúng ta cũng đà có một số hệ thống cung cấp các dịch vụ tích
hợp ví dụ nh nhắn tin giữa mạng internet và di dộng, tuy nhiên các hệ thống
này cha đợc thiết kế trên cơ sở quy hoạch mạng một cách tổng thể.
Các mạng trên đều có cung cấp các giao diện để quản lý và khai thác
dịch vụ tuy nhiên các giao diện này đều rất phức tạp đòi hỏi kiến thức chuyên
sâu để phát triển, nh vậy đối với các doanh nghiệp thì việc phát triển các hệ
thống cung cấp dịch vụ gia tăng kết nối với các mạng là rất hạn chế nếu không
muốn nói là không thể.
Đối với các nhà khai thác viễn thông, ta có thể thấy những năm vừa qua
đánh dấu sự phát triển bùng nổ của các dịch vụ internet, truyền số liệu và dịch
vụ di động. Sự phát triển mạnh mẽ của các công nghệ dựa trên cơ sở gói tin, tỷ
lệ lợi nhuận so với giá trị đầu t cũng nh các cơ hội về mặt thơng mại của
các công nghệ này đà dẫn đến sự thay đổi về tỷ lệ doanh thu so với các dịch
vụ truyền thống và các hạn chế của kiến trúc mạng truyền thống cũng đà bộc
lộ rất rõ ràng. Mạng điện thoại công cộng PSTN đợc thiết kế để truyền tải dữ
liệu thoại và hiện tại nó cũng đợc dùng để truyền tải dữ liệu với tốc độ thấp
đà không thể đáp ứng đợc các yêu cầu về dịch vụ đa phơng tiện hiện nay.
Mạng truyền số liệu đợc thiết kế ban đầu để phục vụ việc truyền số liệu giữa
các máy tính, vì vậy nó có các nhợc điểm về thời gian trễ, trong khi các loại
hình dịch vụ hiện nay đều yêu cầu việc xử lý thời gian thực. Đối với các dịch

vụ cung cấp qua mạng internet, tất cả các ngời dùng đều đợc xử lý theo một
cách giống nhau mà cha có sự quan tâm đến sự khác biệt về tầm quan trọng
của các ứng dụng. Bên cạnh đó là tính phức tạp ngày càng tăng trong viÖc


17

quản lý mạng lới và dịch vụ.
Việc tăng trởng mạnh mẽ về lu lợng dữ liệu trên mạng đà dẫn đến
các yêu cầu mới cho các nhà khai thác viễn thông. Thêm vào đó là những đột
phá của công nghệ đòi hỏi khả năng tơng tác lẫn nhau giữa các mạng, khả
năng quản trị các dịch vụ một cách tiên tiến, hiệu quả.
Chính các thay đổi về việc sử dụng mạng đòi hỏi kiến trúc mạng cũng
cần phải thay đổi để đáp ứng: mạng viễn thông đang chuyển đổi từ các mạng
chuyển mạch đợc thiết kế để phục vụ các dịch vụ điện thoại sang các mạng
sử dụng các công nghệ số hóa đa dịch vụ. Sự chuyển đổi này đợc gọi là quá
trình chuyển đổi sang mạng thế hệ sau NGN.
Tuy nhiên việc thực hiện việc chuyển đổi kiến trúc mạng sẽ làm nảy
sinh một loạt các vấn đề cần quan tâm:
Chi phí: chi phí chuyển đổi cần phải hợp lý, chúng ta luôn cần lu ý
doanh thu của các dịch vụ điện thoại thuần túy đang sụt giảm.
Chất lợng dịch vụ: khách hàng luôn yêu cầu chất lợng thoại cao, tuy
nhiên đây cũng là một yếu điểm của các mạng dựa trên công nghệ
chuyển mạch gói.
Kế hoạch phát triển: việc dự báo nhu cầu và lên kế hoạch phát triển
mạng sẽ khó và phức tạp hơn nhiều.
Nắm vững công nghệ: cần phải lựa chọn giữa công nghệ IP (Internet
Protocol) và ATM (Asynchronous Transfer Mode).
1.1.5 Các yêu cầu và nguyên tắc tổ chức mạng NGN
Nh vậy, sự chuyển đổi sang mạng thế hệ sau NGN là một nhu cầu tất

yếu, chúng ta hÃy xem xét các yêu cầu và nguyên tắc cơ bản mà mạng NGN
cần phải đáp ứng:
Nó phải có khả năng truyền tải tín hiệu thoại, hình ảnh động, dữ liệu
trên nền mét kiÕn tróc chung.


18

Sử dụng kiến trúc chuyển mạch và truyền tải dựa trên các gói tin.
Truyền tải các dịch vụ thoại với chất lợng và đặc tính có thể so sánh
đợc với mạng PSTN.
Có kiến trúc điều khiển linh hoạt hỗ trợ đồng thời việc trao đổi tín hiệu
thoại và các dịch vụ dữ liệu đi kèm.
Cung cấp chất lợng dịch vụ theo yêu cầu khách hàng.
Phải có khả năng tơng tác lẫn nhau giữa các nhà cung cấp thiết bị khác
nhau: điều này đòi hỏi phải có sự thống nhất về kiến trúc chức năng và
kiến trúc tổ chức giữa các nhà cung cấp thiết bị, phải có đợc tập hợp
các thủ tục và giao diện đợc chuẩn hóa.
Phải có khả năng sử dụng đợc các kiểu mạng truy nhập khác nhau:
mạng cáp cố định, cáp quang, mạng không dây, mạng di động,
Phải có kiến trúc dịch vụ mở: có các giao diện chuẩn cung cấp cho các
nhà phát triển dịch vụ thứ ba, cho phép tơng tác giữa các dịch vụ
internet và các dịch vụ đa phơng tiện khác.
Phải có kiến trúc phân lớp với các giao diện đợc định nghĩa rõ ràng.
1.2 Mạng thế hệ sau - NGN
1.2.1 Định nghĩa NGN
Mạng viễn thông thế hệ sau là một mạng có hạ tầng thông tin duy nhất
dựa trên công nghệ chuyển mạch gói, triển khai các dịch vụ một cách đa dạng
và nhanh chóng, đáp ứng sự hội tụ giữa thoại và số liệu, giữa cố định và di
động.

Nh vậy, NGN là mạng hợp nhất của các loại mạng hiện có (hình 1.1).
Để có thể hợp nhất đợc thì cần phải có một sự thay đổi lớn về mặt công nghệ,
các công nghƯ nỊn t¶ng ë líp trun t¶i (ATM, IP, MPLS,...) cũng nh công
nghệ ở lớp điều khiển mạng (MGCP, MEGACO, SIP, BICC,...).


19

Tổngđài

Tổngđài

Tổngđài
Tổngđài

Tổngđài

Các công nghệ nền tảng
IP, ATM, MPLS

Mạng thoại
truyền thống

MGCP, BICC, SIP
MEGACO

NGN
Mạng đa dịch vụ
Quản lý tập trung
Truy nhập đa dịch vụ

Mạng xơng sống QoS

Hình 1.1 Mạng hợp nhất
1.2.2 Cấu trúc mạng NGN
1.2.2.1 Mô hình cấu trúc phân lớp NGN

Hình 1.2 Mô hình phân lớp NGN
Mạng NGN chia làm 4 lớp nh− sau:

M¹ng chun
m¹ch gãi


20

Lớp ứng dụng
Lớp điều khiển
Lớp truyền tải
Lớp truy nhập
Ngoài ra còn có một lớp quản lý xuyên suốt từ lớp 1 đến lớp 4 của mô
hình mạng NGN.
Lớp ứng dụng và dịch vụ mạng

Cung cấp các ứng dụng và dịch vụ nh dịch vụ mạng thông minh IN, trả
tiền trớc, dịch vụ giá trị gia tăng Internet cho khách hàng v.v..
Hệ thống ứng dụng và dịch vụ mạng này liên kết với lớp điều khiển
thông qua các giao diện mở API.
Lớp điều khiển

Bao gồm các hệ thống điều khiển kết nối cuộc gọi giữa các thuê bao

thông qua điều khiển các thiết bị chuyển mạch (ATM+IP) của lớp
chuyển tải và các thiết bị truy nhËp cđa líp truy nhËp
° Líp ®iỊu khiĨn cã chức năng kết nối cuộc gọi thuê bao với lớp ứng
dụng, dịch vụ. Các chức năng nh quản lý, chăm sóc khách hàng, tính
cớc cũng đợc tích hợp trong lớp điều khiển.
Lớp truyền tải

Mạng đờng trục có chức năng chính là truyền tải mọi loại hình thông
tin dới dạng gãi IP d−íi sù ®iỊu khiĨn cđa softswitch trong líp điều
khiển.
ao gồm các nút chuyển mạch, các bộ định tuyến, các thiết bị truyền
dẫn có dung lợng lớn.
Kết nối với lớp truy nhập thông qua các Media Gateway.
Lớp truy nhập

Thu thập tất cả các loại hình thông tin từ các end user, chuyển đổi thành
các gói IP để truyền qua mạng truyền tải đờng trục.


21

Gồm các thiết bị truy nhập cung cấp các cổng kết nối với thiết bị đầu
cuối thuê bao qua hệ thống mạng ngoại vi cáp đồng, cáp quang hoặc vô
tuyến. các thiết bị truy nhập có thể cung cấp các loại cổng truy nhập
POTS, VOIP, IP, FR, X.25, ATM, xDSL, di động v.v..
Kết nối với lớp truyền tải thông qua các Media gateway.
1.2.3 Các phần tử trong mạng NGN

Hình 1.3 Các phần tử mạng NGN cơ bản
Cấu trúc cơ bản đợc xác định bao gồm các phần tử mạng cần thiết cho

việc cung cấp các dịch vụ thoại truyền thống. Các nhà cung cấp NGN đều đa
ra cấu trúc này nh là một bớc chuyển tiếp lên NGN với các sản phẩm của
mình. Tuy nhiên đó là những giải pháp cụ thể riêng của từng hÃng. Hình 1.3 là
cấu trúc do tổ chức Eurescom đa ra.


22

1.2.3.1 Media Gateway ( MG )

Media gateway chun ®ỉi giao thức khung và media đợc cung cấp
trong một kiểu mạng tới định dạng yêu cầu trong một kiểu mạng khác. Các
đầu cuối media gateway hoàn thành các giao thức điều khiển mạng và chứa
các đầu cuối mạng. Nó cũng chứa thiết bị thao tác media (nh bộ chuyển mÃ,
khử tiếng vọng hay gửi tone).
a. Chức năng của MG

Các chức năng chung
+ Hỗ trợ quay số hai gian đoạn, cách này đợc dùng đa vào chèn các
số DTMF sau khi thiết lập một cuộc gọi.
+ Tập hợp dữ liệu cho việc tính cớc và hệ thống chăm sóc khách hàng
(khả năng cung cấp hồ sơ/ hỗ trợ nhanh cuộc gọi cả trong thời gian
thực và không phải thời gian thực, trạng thái)
+ Các báo cáo cảnh báo (các sự kiện bất bình thờng nh tràn tải và
nghẽn lu lợng)
+ Media gateway sẽ tạo các tone (bận, không trả lời) và tạo và phát
hiện các tín hiệu DTMF.
+ Xử lý dòng Media (nh điều khiển lu lợng: tốc độ đỉnh tế bào, tốc
độ trung bình tế bào ... trong ATM).
+ Hỗ trợ các giao thức định đờng chính: OSPF (Open Shortest Path

First ), BGP (Border Gateway Protocol).
+ Hỗ trợ chức năng LSR (Label Switch Routing) cho c¸c chuÈn MPLS
(MultiProtocol Label Switching ).
+ Hỗ trợ các chức năng khai thác và bảo dỡng chính nh cấu hình,
giám sát.
+ Quá trình chuyển đổi giữa các kiểu đầu cuối khác nhau (các đầu
cuối H.310 trên B-ISDN, H.320 đầu cuối trên N-ISDN, đầu cuối
H.321 trên B-ISDN, các đầu cuối H.322 ...)


23



Các chức năng hỗ trợ H.323
+ Chuyển đổi mà giữa các định dạng truyền cho audio, video và các
dòng dữ liệu (nh H.225 tới/ từ H.221, chuyển đổi từ các kªnh mang
tõ phÝa PSTN trong giao thøc thêi gian thùc-RTP ...)
+ Truyền giữa các thủ tục truyền thông (nh H.245 tới/từ H.242), thiết
lập cuộc gọi và giải phóng hỗ trợ PSTN (đệm gói, chuyển tới Call
server).

Các chức năng hỗ trợ SIP
+ Truyền giữa định dạng truyền cho audio, video và dòng dữ liệu. Ví
dụ nh lu ý đến các bản tin giao thức thiết lập phiên-SIP từ/đến
H.221 chuyển đổi từ các kênh mang từ phía PSTN trong RTP.
+ Truyền giữa các sản phẩm truyền thông (nh SDP từ/đến H.242), các
thủ tục thiết lập cuộc gọi và giải phóng hỗ trợ cho PSTN (đệm gói,
chuyển đến Call server).
+ Chấp nhận các đặc điểm kỹ thuật giao thức thiết lập phiên SIP và mô

tả phiên SDP (Session Description Protocol).
b. Các yêu cầu cho Media Gateway
Chất lợng

Một trong các yêu cầu chính cho media gateway là để cung cấp chất
lợng thoại tốt. Do đó, media gateway sẽ cung cấp tập các CODEC đảm bảo
(G723.1, G.711, G.729, G.726, GSM) và ràng buộc cả yêu cầu chất lợng
thoại và dải thông.
Hơn nữa, media gateway sẽ cung cấp độ trễ và mất gói thấp, các đặc
tính nh khử tiếng vọng và bộ đệm jiter nhằm cải tiến chất lợng thoại và tiện
nghi ngời dùng.
Tính mở

Media gateway sẽ đợc kết nối với các phần tử mạng kh¸c nh− call
server, sư dơng c¸c giao thøc chn nh− MGCP, MEGACO/H.248 hay SIP.


24

Sử dụng các giao thức chuẩn cho phép nhà điều hành ít phụ thuộc nhất vào các
nhà cung cấp và thuận tiện cho việc thay thế các phần tử mạng.
Kết nối phù hợp

Khi một media gateway đợc đặt ở biên giữa hai mạng, mạng chuyển
mạch và mạng gói, nó sẽ cung cấp khả năng kết nối phù hợp giữa các mạng
đó. Media gateway sau đó sẽ hỗ trợ các kết nối PSTN nh các kênh E1, STM1 hay ISDN PRI và các kết nối gói nh ATM hay IP ( các liên kết Ethernet ).
Tính bảo mật

Ngời dùng không đợc nhận thực sẽ không thể sử dụng media
gateway. Do đó media gateway phải sử dụng các giao thức nhận thực nh−

RADIUS, PAP, CHAP hay IPSec.
TÝnh tin cËy

Do ®ã media gateway phải hỗ trợ độ d (redundancy) và môi trờng
phân tán ®Ĩ cung cÊp ®é tin cËy víi nhiỊu møc ®é truyền dẫn.
Độ linh hoạt (Scalability)

Độ linh hoạt cũng là một yêu cầu quan trọng, bởi vì nó cho phép nhà
điều hành mở rộng mạng nếu cần thiết. Độ linh hoạt thuộc về sự hỗ trợ của
cấu trúc phân tán (nh là độ tin cậy) và có thể phát triển các gateway mới mà
không ảnh hởng tới bất kỳ các gateway đang tồn tại nào.
OAM&P

Việc quản lý và quản trị media gateway sẽ đợc đơn giản hóa hết mức,
kiểu nh sử dụng giao diện ngời dùng đồ họa. Các hoạt động đó cũng sẽ
đợc thực hiện từ xa, để dễ dàng quản lý các gateway media phân tán. Media
gateway sẽ hỗ trợ các giao thức quản lý chuẩn (SNMP, CORBA). Các cấu trúc
mạng (nh MG đợc kết nối tới call server) sẽ đợc xem xét để có thể định
dạng mạng ...
Phát triển dễ dàng

Ngày nay các media gateway (VoIP) hỗ trợ IP v.4 nh−ng chóng cã thĨ