Đồ án tốt nghiệp Chương 2: Các vấn đề liên quan trong mạng NGN CÁC VẤN ĐỀ LIÊN QUAN TRONG MẠNG NGN 2.1. Một số yêu cầu đối với NGN 2.1.1 Yêu cầu hỗ trợ khả năng phát triển hài hòa từ hạ tầng viễn thông hiện nay lên NGN Những khó khăn thách thức mới mà các cấp lãnh đạo, các nhà quản lý viễn thông hiện nay phải đối mặt đó là nhu cầu và đòi hỏi xây dựng một lớp truyền tải trên mạng kết nối đường trục làm sao cho nó vừa có tính chất mở đồng thời lại hỗ trợ được nhiều dịch vụ khác nhau theo yêu cầu của khách hàng.Cơ sở hạ tầng mới này sẽ có khả năng đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng mạnh mẽ của các dịch vụ IP và sẽ tham gia vào một hành trình chuyển đổi có chủ ý hết sức thận trọng từ các dịch vụ trên cơ sở TDM lên các dịch vụ cơ sở gói.Trên thực tế, các luồng thông tin số liệu đãc vượt xa và chiếm ưu thế hơn so với lưu lượng thoại, tuy nhiên hiện nay trong thời kì quá độ, doanh thu chủ yếu của ngành viễn thông vẫn nằm ở khu vực kinh doanh thoại. Điều này buộc chúng ta phải nghiên cứu cấu trúc NGN đáp ứng kết hợp hài hòa giữa lưu lượng thoại và lưu lượng số liệu Dựa vào cấu trúc phân lớp của mạng NGN, các nhà hoạch định chiến lược viễn thông cao cấp có thể hoạch định một chiến lược chuyển đổi hợp lý vì mục tiêu: - Giữ được hệ thống các khách hàng truyền thống, giám sát sự phát triển và biến động của nhu cầu thị trường, đối đầu với các đối thủ cạnh tranh - Thâm nhập thị trường mới bằng hệ thống dịch vụ phong phú với vốn đầu tư, chi phí vận hành tối thiểu. - Hỗ trợ quá trình chuyển đổi nhanh gọn từ mạng chuyển mạch kênh lên mạng đa dịch vụ mà vẫn đảm bảo những thiết bị hiện có tiếp tục được khai thác vận hành theo năng lực đã được thiết kế. Một giải pháp phát triển mạng mà các nhà hoạch định chiến lược lựa chọn không những phụ thuộc chủ yếu vào vấn đề công nghệ mà còn phụ Đồ án tốt nghiệp Chương 2: Các vấn đề liên quan trong mạng NGN thuộc rất nhiều vào các chỉ tiêu khác như: khả năng cân đối tài chính, những rủi ro gặp phải khi triển khai mạng, những hạn chế về tài nguyên, nhu cầu thị trường, khả năng cung ứng các dịch vụ mới và phát triển các dịch vụ cũ. Tóm lại để thực hiện được sự chuyển đổi một cách hài hòa từ mạng hiện tại thành NGN yêu cầu : • Xây dựng một mạng tích hợp để truyền dẫn các dịch vụ số liệu. Các dịch vụ số liệu hiện nay chủ yếu truyền dẫn trên các phương tiện như IP, ATM, FR hoặc LL để có thể truyền các dịch vụ số liệu trên các công nghệ khác nhau trên một cơ sở hạ tầng mạng duy nhất cần các giải pháp công nghệ mạng tích hợp các dịch vụ. • Hợp nhất và liên kết tất cả các mạng hiện có. Chiến lược chuyển đổi mạng cần phải đáp ứng tiến trình hợp nhất các mạng khác nhau thành một mạng duy nhất đó là mạng gói đa dịch vụ hợp nhất (Unified MultiService Packet Network). Chính cấu trúc mạng tập trung này sẽ tối thiểu hóa chi phí vận hành mạng và tạo ra khả năng cung cấp các dịch vụ mới trên toàn mạng trong thời gian ngắn. • Tránh mọi hoạt động gây nhiễu loạn hoặc xáo trộn trong cơ sở dịch vụ hiện đang cung cấp. Trong suốt quá trình chuyển đổi mạng, song song vói việc mở rộng năng lực mạng phải dần đưa các dịch vụ chất lượng cao có sự giám sát chặt chẽ, chú ý tránh không gây xáo trộn các chức năng hiện có để tiếp tục thu hút sự quan tâm của khách hàng truyền thống. • Lắp đặt các nút truy cập đa dịch vụ để đơn giản hóa hệ thống truy nhập của mạng mới. • Tận dụng tối đa các thiết bị sẵn có để đảm bảo nguồn vốn đầu tư • Xây dựng hệ thống quản lý trên cơ sở mạng quản lý viễn thông TMN, là một hệ thống quản lý mở mang lại khả năng linh động trong việc vận hành quản lý và bảo dưỡng mạng • Tách tải lưu lượng Internet khỏi PSTN và xây dựng hệ thống điều khiển kết hợp tập trung Đồ án tốt nghiệp Chương 2: Các vấn đề liên quan trong mạng NGN • Hòa nhập các hệ thống hỗ trợ điều khiển OSS để đạt được khả năng linh hoạt tối đa đồng thời sử dụng các máy chủ cung cấp dịch vụ đa phương tiện • Hòa nhập tất cả các nguồn tài nguyên 2.1.2 Yêu cầu về khả năng mở rộng các ứng dụng 1. Mạng NGN phải cung cấp các giải pháp dự phòng đảm bảo tính sẵn sàng cao: Mạng thế hệ mới đòi hỏi phải cho phép khả năng truy nhập vào các hệ thống chức năng của mạng để từ đó mà các chuyên gia phát triển mạng và các nhà quản lý kinh doanh đều có thể: Phát triển nhanh chóng các loại hình dịch vụ để đáp ứng nhu cầu của khách hàng thông qua các tất cả các mạng truy nhập khác nhau như di động, internet hay PSTN. Giảm sự chồng chéo giữa các hệ thống bằng cách chỉ ra ranh giới rõ ràng giữa các thành phần chức năng của mạng và đơn giản hóa sự kết hợp giữa các thiết bị của các hãng cung cấp thiết bị khác nhau. Tối ưu hóa giá trị gia tăng cũng như lợi nhuận từ việc đầu tư khai thác mạng bằng các biện pháp tăng các tính năng của mạng. 2.Tác động của các nhà quản lý và các chuyên gia phát triển mạng Các nhà quản lý kinh doanh và các chuyên gia phát triển mạng thuộc hai lĩnh vực hoàn toàn khác nhau nên họ có những đòi hỏi khác nhau.Các nhà quản lý, các chuyên viên về chiến lược kinh doanh cần các giải pháp riêng cho các phân đoạn, các khu vực thị trường khác nhau. Các nhà kĩ thuật lại có cách nhìn khác, nói chung họ có nhiệm vụ tối ưu hóa cấu hình mạng, đảm bảo chất lượng truyền dẫn tốt, cung cấp các giao diện lập trình mở để các thành phần phát triển phần mềm có thể tham gia cung cấp dịch vụ như thương mại điện tử, kinh doanh trực tuyến, vv… Đồ án tốt nghiệp Chương 2: Các vấn đề liên quan trong mạng NGN 3. Cho phép đáp ứng nhu cầu của các khu vực thị trường khác nhau Các công ty lớn có uy tín vẫn luôn luôn tìm ra những giải pháp nhằm phát triển và đổi mới nhãn hiệu của mình để tìm đến với những khách hàng mới. Trong lĩnh vực kinh doanh viễn thông thế hệ mới NGN cũng vậy, cần phải xây dựng cấu trúc năng động có thể đáp ứng được các nhu cầu của khách hàng tại mọi thời điểm. 4. Cho phép thỏa thuận về cung cấp dịch vụ giữa cơ quan quản lý mạng và các chuyên gia phát triển phần mềm Các cơ quan hữu quan trong lĩnh vực quản lý mạng viễn thông luôn cân nhắc làm cách nào để phối hợp các chức năng dịch vụ và chuyển dịch vụ đến với khách hàng một cách hiệu quả nhất mà không cần quan tâm tới các hình thức lập trình ứng dụng. Các chuyên gia phần mềm thì ngược lại. Vì vậy cần có những cơ chế thỏa thuận dịch vụ SLA giữa cơ quan điều hành mạng và các nhà cung cấp dịch vụ. 2.1.3 Yêu cầu về chất lượng và hiệu suất Trong vấn đề về hiệu suất của mạng viễn thông cần quan tâm đến hai phương diện sau: Thứ nhất, đối với mạng chuyển mạch kênh cần phải sử dụng các kĩ thuật dự báo lưu lượng cổ điển từ đó tiến hành mô hình hóa và đinh cỡ mạng với mục đích đạt được một cấp dịch vụ GOS (Grade of Service) mong muốn. Hai là: đối với mạng chuyển mạch gói, các công nghệ phân tích chất lượng và hiệu suất của mạng dựa trên ứng dụng kết hợp lý thuyết hàng đợi (Queueing Theory) và mô hình mô phỏng hàng đợi gói để xác định các chỉ số liên quan tới hiệu quả hoạt động của mạng như: tỉ lệ tổn thất gói tin, tính sẵn sàng, trễ truyền lan,… Những vấn đề về kỹ thuật lưu lượng và hiệu suất của mạng NGN càng trở nên phức tạp và nan giải vì một số lý do sau: - Mạng thế hệ mới là mạng đa dịch vụ, toàn bộ dòng lưu lượng đều tập trung chảy vào thiết bị đầu cuối, Media Gateway, các thành phần của mạng truy nhập và các content server. Các đặc điểm lưu lượng trên hình thành lên các “cộng đồng lưu lượng” Đồ án tốt nghiệp Chương 2: Các vấn đề liên quan trong mạng NGN nguồn đích, các cộng đồng này phụ thuộc vào từng loại hình dịch vụ khác nhau. Đòi hỏi xây dựng một mô hình cụ thể trên cơ sở thế hệ gói. - Hiện đang tồn tại nhiều lý thuyết khác nhau dựa trên các mô hình mạng tương ứng nhằm đánh giá năng lực và dung lượng mạng, trong đó các lý thuyết này đã hướng tới các cấu hình mạng lõi cụ thể, đặc biệt là mạng ATM trong mối quan hệ với mạng truy nhập. 2.2 Các phần tử mạng NGN Mô tả kĩ hơn về cấu trúc mạng NGN : Hình 2.1:Các thành phần chính của mạng NGN Trong cấu trúc mạng NGN có rất nhiều thành phần cần quan tâm nhưng ở đây ta chỉ nghiên cứu những thành phần chính thể hiện rõ nét sự tiên tiến của mạng NGN so với mạng viên thông truyền thống Cụ thể là: • Media Gateway (MG). • Media Gateway Controller (MGC). • Signaling Gateway (SG). Đồ án tốt nghiệp Chương 2: Các vấn đề liên quan trong mạng NGN • Media Server (MS). • Application Server (AF hay còn gọi là Feature Server). 2.2.1 Media Gateway (MG) Hình 2.2: Cấu trúc Media Gateway Media Gateway cung cấp phương tiện để truyền tải thông tin thoại, dữ liệu, fax và video giữa mạng gói IP và mạng chuyển mạch kênh. Trong mạng chuyển mạch kênh dữ liệu thoại đuợc mang trên kênh DS0. Để truyền dữ liệu này vào mạng gói mẫu thoại cần được nén lại và đóng gói. Đặc biệt ở đây người ta sử dụng một bộ xứ lý tín hiệu số (DSP-Digital Signal Processors) thực hiện các chức năng: Chuyển đổi A.D (Analog to Digital) nén mã thoại, audio, triệt tiếng dội, bỏ khoảng lặng, mã hóa, tái tạo tín hiệu thoại, truyền các tín hiệu đa tần DTMF,… Các chức năng của một Media Gateway: - Truyền dữ liệu thoại sử dụng giao thức RTP(Real Time Protocol). - Cung cấp khe thời gian T1 hay tài nguyên xử lý tín hiệu số (DSP) dưới sự điều khiển của Media Gateway Controller (MGC).Đồng thời quản lý tài nguyên DSP cho dịch vụ này. Đồ án tốt nghiệp Chương 2: Các vấn đề liên quan trong mạng NGN - Hỗ trợ các giao thức đã có như Loop-start, Ground-start, E&M, CAS, QSIG và ISDN qua T1. - Quản lý tài nguyên và kết nối T1. - Cung cấp khả năng thay nóng các card T1 hay DSP. - Có phần mềm Media Gateway dự phòng. - Cho phép Media Gateway mở rộng về: Cổng(Port), card mà không thay đổi các thành phần khác. Đặc tính hệ thống: Một Media Gateway có các đắc tính sau: - Là một thiết bị vào, ra (I.O) đặc hiệu. - Dung lượng bộ nhớ phải luôn bảo đảm lưu trữ các thông tin trạng thái, thông tin cấu hình, các bản tin MGCP, thư viện DSP… - Dung lượng đĩa chủ yếu dùng cho quá trình đăng nhập(Loggin). - Dự phòng đầy đủ giao diện Ethernet (Đối với mạng IP), mở rộng một vài giao diện T1, E1 với mạng TDM. - Mật độ khoảng 120 cổng(DSO’s). - Sử dụng bus H.110 để đảm bảo tính linh động cho hệ thống nội bộ. 2.2.2 Media Gateway Controller (MGC) MGC là đơn vị chức năng chính của Softswitch. Nó đưa ra các quy luật xử lý cuộc gọi.Còn MG và SG sẽ thực hiện các quy luật đó. Nó điều khiển SG thiết lập và kết thúc cuộc gọi. Ngoài ra nó còn giao tiếp với hệ thống OSS và BSS. MGC là chiếc cầu nối giữa các mạng có đặc tính khác nhau như: mạng PSTN, SS7, mạng IP. Nó chịu trách nhiệm quản lý lưu lượng thoại và dữ liệu qua các mạng khác nhau. Nó còn được gọi là Call Agent do chức năng điều khiển các bản tin. Một MGC kết hợp với MG, SG tạo thành một cấu hình tối thiểu cho một Softswitch. Đồ án tốt nghiệp Chương 2: Các vấn đề liên quan trong mạng NGN Hình 2.3: Cấu trúc của Softswitch 1. Các chức năng của Media Gateway Controller - Quản lý cuộc gọi. - Các giao thức thiết lập cuộc gọi thoại: H.323,SIP - Giao thức điều khiển truyền thông:MGCP, Megaco, H.248. - Quản lý lớp dịch vụ và chất lượng dịch vụ. - Giao thức quản lý SS7: SIGTRAN (SS7 over IP). - Xử lý báo hiệu SS7. - Quản lý các bản tin liên quan QoS như RTCP. - Thực hiện định tuyến cuộc gọi. - Ghi lại thông tin chi tiết cuộc gọi để tính cước (CDR-Call Detail Record). - Điều khiển quản lý băng thông. - Đối với Media Gateway. • Xác định và cấu hình thời gian thực cho các DSP. • Phân bổ kênh DS0. • Truyền dẫn thoại (Mã hóa, Nén, Đóng gói). Đồ án tốt nghiệp Chương 2: Các vấn đề liên quan trong mạng NGN - Đối với Signaling Gateway MGC cung cấp: • Các loại SS7. • Các bộ xử lý thời gian. • Cấu hình kết nối. • Mã của nút mạng hay thông tin cấu hình. - Đăng kí GateKeeper. 2. Đặc tính hệ thống - Là một CPU đặc hiệu,yêu cầu là hệ thống đa xử lý,có khả năng mở rộng theo chiều ngang. - Cần bộ nhớ lớn để lưu trữ cơ sở dữ liệu. Điều này cũng rất cần cho quá trình đa xử lý. - Chủ yếu làm việc với lưu lượng IP, do đó yêu cầu các kết nối tốc độ cao. - Hỗ trợ nhiều loại giao thức. - Thời gian đáp ứng nhanh. 2.2.3 Signaling Gateway (SG) Signaling Gateway tạo ra một cầu nối giữa mạng báo hiệu SS7 với mạng IP dưới sự điều khiển của Media Gateway Controller (MGC). SG làm cho Softswitch như một nút SS7 trong mạng báo hiệu SS7. Nhiệm vụ vủa SG là xử lý thông tin báo hiệu. 1. Chức năng của SG: - Cung cấp một kết nối vậy lý tới mạng báo hiệu - Truyền thông tin báo hiệu giữa Media Gateway Controller và Signaling Gateway thông qua mạng IP - Cung cấp đường truyền dẫn cho truyền dẫn thoại, dữ liệu gói và các dạng dữ liệu khác (Thực hiện truyền dữ liệu là chức năng của Media Gateway) - Cung cấp các hoạt động báo hiệu SS7 có sự đáp ứng nhanh cho các dịch vụ viễn thông. Đồ án tốt nghiệp Chương 2: Các vấn đề liên quan trong mạng NGN 2. Đặc tính hệ thống - Là một thiết bị vào ra (I.O) - Dung lượng bộ nhớ luôn phải đảm bảo lưu trữ các thông tin trạng thái, thông tin cấu hình,các lộ trình… - Dung lượng đĩa chủ yếu dùng cho các quá trình đăng nhập do đó không yêu cầu dung lượng lớn. - Dự phòng đầy đủ dung lượng Ethernet đối với mạng IP - Giao diện với mạng SS7 bằng cách sử dụng một luồng E1.T1,tối thiểu 2 kênh D và tối đa là 16 kênh D - Để tăng hiệu suất và tính linh động người ta sử dung bus H.110 hoặc H.100 - Yêu cầu độ đáp ứng nhanh: nhiều SG nhiều liên kết báo hiệu 2.2.4 Media Server Media Server là thành phần lựa chọn của Softswitch, được sử dụng để xử lý các thông tin đặc biệt. Một Media Server phải hỗ trợ phần cứng với hiệu suất cao nhất. 1. Các chức năng của một Media Server - Chức năng voice-mail cơ bản - Hộp thư fax tích hợp hay các thông báo có thể sử dụng e-mail hay các bản tin ghi âm trước (Pre-recorded Message). - Khả năng nhận tiếng nói nếu có - Khả năng hội nghị truyền hình (Video conference). - Khả năng chuyển thoại qua văn bản (Speech -to- text) 2. Đặc tính hệ thống - Là một CPU, có khả năng quản lý lưu lượng bản tin MGCP - Lưu trữ các phương pháp thực hiện liên kết với DSP nội bộ hay lân cận [...]... năng chuyển mạch và truyền các thông tin này tới các Đồ án tốt nghiệp Chương 2: Các vấn đề liên quan trong mạng NGN khối chức năng khác.VSCF liên lạc các loại dịch vụ và các yêu cầu tham số lưu lượng với LPF để cung cấp QoS và SLA sử dụng điểm tham chiếu sp Khối chức năng điều khiển tải tin BCF: thiết lập, thay đổi và giải phóng kết nối giữa các điểm cuối của kết nối trong mạng Một tổng đài có thể không... hết các Server này tự quản lý các dịch vụ và truyền thông qua mạng IP nên chúng không rằng buộc nhiều với Softswitch về việc phân chia hay nhóm các thành phần ứng dụng Hình 2.4: Cấu trúc của Server ứng dụng Các dịch vụ cộng thêm có thể trực thuộc Call Agent, hoặc cũng có thể thực hiện một các độc lập Những ứng dụng này giao tiếp với Call Đồ án tốt nghiệp Chương 2: Các vấn đề liên quan trong mạng NGN. .. tốt nghiệp Chương 2: Các vấn đề liên quan trong mạng NGN 2.3.3.2 Tương tác trong cùng một mảng ia: Điểm tham chiếu báo hiệu giữa các NSICF:điểm báo hiệu này cung cấp những báo hiệu cần thiết cho việc thiết lập, thay đổi và giải phóng các thực thể dịch vụ và để chuyển các thông tin thực thể dịch vụ giữa các thực thể của NSICF ic: Điểm tham chiếu báo hiệu điều khiển tải tin giữa các MSS:Điểm báo hiệu... mạch,mảng thích ứng và mảng ứng dụng trong hệ thống chuyển Đồ án tốt nghiệp Chương 2: Các vấn đề liên quan trong mạng NGN mạch.Mảng điều khiển cấp phát tài nguyên cho mảng chuyển mạch và mảng thích ứng Chức năng mảng điều khiển bao gồm: - Định tuyến và định tuyến lại lưu lượng giữa các hệ thống chuyển mạch trong một tổng đài đa dịch vụ cũng như các kết nối giữa các tổng đài - Điều khiển thiết lập,... lập mạng riêng ảo cho khách hàng với các đặc tính sau: • Băng thông xác định (Thông qua mạng thuê riêng tốc độ cao) • Đảm bảo QoS • Nhiều tính năng riêng theo chuẩn • Kế hoạch quay số riêng • Bảo mật các mã thoại được truyền dẫn • …… Đồ án tốt nghiệp Chương 2: Các vấn đề liên quan trong mạng NGN 2 Đặc tính hệ thống - Đặc biệt yêu cầu một CPU tiện ích tốc độ cao.Điều này cũng còn phụ thuộc vào các. .. router.Thông thường cácdo lựa chọn sảnnằm tại biên của mạng lõi hay các cổng kết nối với mạng khác Phần cứng truyền tải Phần cứng truyền tải Hình 2.5: So sánh chuyển mạch kênh và chuyển mạch mềm Softswitch Đồ án tốt nghiệp Chương 2: Các vấn đề liên quan trong mạng NGN 2.3.2 Nguyên tắc tổ chức và cung cấp dịch vụ Tổng đài đa dịch vụ được tổ chức để đảm bảo cho khả năng tương thích trong môi trường đa... mảng điều khiển trong khi GSMPv3 là giao thức cung cấp FR, ATM, MPLS và dịch vụ mô phỏng kênh Đồ án tốt nghiệp Chương 2: Các vấn đề liên quan trong mạng NGN np: điểm tham chiếu báo hiệu điều khiển: Điểm báo hiệu này cung cấp những báo hiệu cần thiết để yêu cầu tạo,thay đổi,trạng thái và hủy bỏ các thực thể phiên cổng logic .Các bản tin báo hiệu có khả năng thêm và xáo luồng dữ liệu tới các thực thể phiên... Mô hình các khối chức năng của tổng đài đa dịch vụ Chúng ta sẽ nghiên cứu các khối chính trong cấu trúc này: 2.3.2.1 Mảng thích ứng Mảng thích ứng cung cấp khả năng truy cập tởiất nhiều UNI,SNI và NNI mà tổng đài đa dịch vụ hỗ trợ Hiện tại mảng thích ứng gồm một khối chức năng đơn LPF Chức năng của mảng thích ứng bao gồm: Đồ án tốt nghiệp Chương 2: Các vấn đề liên quan trong mạng NGN - Xử lý các dịch... 2: Các vấn đề liên quan trong mạng NGN - Cần bộ nhớ dữ liệu lớn để lưu trữ các cơ sở dữ liệu, bộ nhớ đệm hay thư viện… - Dung lượng đĩa tương đối nhỏ - Quản lý hầu hết lưu lượng IP nếu tất cả tài nguyên IP được sử dụng để xử lý thoại - Sử dụng Bus H.110 để tương thích card DSP và MG - Độ đáp ứng nhanh 2.2.5 Application Server.Feature Server Server đặc tính là một server ở mức ứng dụng chứa một loại các. .. các cuộc gọi vào.ra, tải tin giữa SGF và NSICF bs: Điểm tham chiếu báo hiệu giữa BCF và VSCF:Cung cấp phương tiện cho BCF để điều khiển VSF cho mục đích tạo các kết nối chéo ở mức nút mạng Đồ án tốt nghiệp Chương 2: Các vấn đề liên quan trong mạng NGN . Đồ án tốt nghiệp Chương 2: Các vấn đề liên quan trong mạng NGN CÁC VẤN ĐỀ LIÊN QUAN TRONG MẠNG NGN 2.1. Một số yêu cầu đối với NGN 2.1.1 Yêu cầu hỗ trợ khả. truyền các thông tin này tới các Đồ án tốt nghiệp Chương 2: Các vấn đề liên quan trong mạng NGN khối chức năng khác.VSCF liên lạc các loại dịch vụ và các