Tải bản đầy đủ
4 Các thành phần trong mạng NGN của VNPT

4 Các thành phần trong mạng NGN của VNPT

Tải bản đầy đủ

+ SG (Signalling Gateway): Kết cuối tới hệ thống báo hiệu số 7 phân phối
trên IP thông qua giao thức truyền tải điều khiển dòng SCTP (Stream Control
Transmisson Protocol) hoặc trên công nghệ chuyển mạch kênh TDM. SURPASS
hiG có khả năng hỗ trọ liên kết tín hiệu băng hẹp (56Kbps, 64Kbps) tốt như các
tín hiệu băng rộng (1,5Mbps; 2Mbps).
+ OAM & P Agent: SURPASS hiQ9200 cung cấp giao diện OAM&P Agent
để gửi thông tin tới nhà cung cấp mạng như NetManager; thông tin này được tập
hợp tại hiQ9200 và được xử lý tại đó. Thêm vào đó giao diện này được hiQ9200
Softswitch dùng để thu những câu lệnh để quản lý hiQ9200 như cập nhật dữ liệu
hay cấu hình các khối của nó.
Chức năng:

-

+ Chức năng điều khiển trung tâm: cấu trúc từng thành phần, hiQ9200 có
khả năng thực hiện nhiều chức năng của mạng cùng một lúc: Điều khiển
PSTN/ISDN và hội tụ các dịch vụ thông qua CFS, liên kết giữa các hệ thống báo
hiện (SS7 over IP hoặc SS7 qua chuyển mạch kênh) thông qua SG, điều khiển tất
cả MG bằng các giao thức điều khiển MGCP thông qua MGC, thao tác các tín
hiệu điều khiển gọi trên IP (H.323, SIP …) thông qua các PM.

Hình 3.8: Giao diện báo hiệu của hiQ9200
55

55

+ Giao diện mở dễ dàng giao tiếp và mở rộng: Với giao diện mở SURPASS
hiQ9200 có khả năng giao tiếp với tất cả các thành phần trong mạng, trong
đó quan trọng nhất là giao diện báo hiệu và điều khiển, ngòai ra các giao diện với
mạng quản lý và mạng dữ liệu gói cũng rất quan trọng trong việc quản lý mạng
của các nhà khai thác mạng.
+ Hỗ trợ các giao thức chuẩn MGCP, MEGACO/H.248: hiQ9200 có khả
năng liên kết báo hiệu tốc độ cao, giám sát quản lý báo hiệu nhằm tối ưu hóa tài
nguyên mạng.
3.4.2

HiG1000
Cấu trúc:

-

HiG1000 là một Media Gateway nằm ở mạng biên có độ tin cậy cao nằm
giữa mạng TDM và mạng IP. SURPASS hiG1000 có khả năng mở rộng và sử
dụng cấu trúc dự phòng để đáp ứng độ tin cậy cao. HiG1000 có cấu trúc module
được chia thành các khối chức năng sau:
+ MoPC (Modem Pool Card) card tích hợp modem thực hiện việc xử lý tín
hiệu số dùng cho VoIP và là giao tiếp mạng giữa TDM, các card Phub và ESA.
Các bộ xử lý tín hiệu số trong MoPC thực hiện việc xử lý tín hiệu như triệt tiếng
vọng, nhận dạng tiếng nói …
+ Phub (Packet Hub): Đảm bảo chức năng giao tiếp với hiQ9200 và
Netmanager. Trong hiG1000 các card Phub và ESA có thể được sử dụng trong
cấu hình dự phòng tạo thành hai cặp làm việc song song. Trong trường hợp
Phub/ESA hoạt động bị hỏng thì cặp dự phòng sẽ chuyển sang chế độ làm việc
một cách tự động.
+ ESA (Ethernet Switching A) chuyển mạch Ethernet loại A: thực hiện chức
năng kết nối hiG với mạng đường trục IP. Nhằm mục đích dự phòng, trong
hiG1000 thường trang bị 2 card ESA. Mỗi card ESA được nối tới tất cả MoPC
qua giao tiếp Ethernet 100bT. Nhưng card Phub chỉ kết nối được với một ESA.
ESA thực hiện các chức năng như tập hợp các lưu lượng số liệu (nghĩa là lưu
lượng VoIP từ MoPC gửi đến qua các giao diện Ethernet 100bT, được gộp thành
một liên kết Ethernet Gigabit hoặc dùng ba liên kết Ethernet 100bT đưa đến
mạng số liệu, phân bố và tập hợp thông tin quản lý và điều khiển cuộc gọi.
+ ISDH (Intergrated SDH) là giao tiếp dùng cho SDH của hiG1000. Nó cung
cấp kết nối đến mạng PSTN qua STM-1, và phân bố các luồng E1 tới các MoPC
56

56

qua các kết nối bên trong. ISDH sử dụng cấu hình dự phòng, ngòai ra còn có một
cấu hình tùy chọn khác không áp dụng sự dự phòng dùng cho các ứng dụng nhỏ
hơn. Trong cấu trúc dự phòng, ISDH hỗ trợ giao thức chuyển mạch tự bảo vệ tự
động (APS) khi có sự cố trên luồng SDH.
Chức năng:

-

+ Chức năng truyền dẫn: Đối với việc truyền dẫn thoại, fax, modem và dữ
liệu ISDN qua IP, hiG cung cấp các chức năng:
- Mã hóa/giải mã: HiG1000 hỗ trợ các cách mã hóa và giải mã G.711,
G.723.1, G.297 A và B. Các tốc độ mà G.711 hỗ trợ là 56 và 64Kbps, riêng đối
với các dịch vụ thoại sử dụng giao thức thời gian thực RTP thì chỉ sử dụng tốc độ
là 64 Kbps.
- Triệt tiếng vọng: HiG1000 hỗ trợ triệt tiếng vọng theo khuyến nghị G.168
của ITU. Chức năng triệt tiếng vọng có thể được cung cấp cho từng cổng của
hiG1000 tùy theo từng cuộc gọi… hiG1000 xác định có thực hiện triệt tiếng vọng
hay không khi trong quá trình thiết lập cuộc gọi. Chức năng này không hỗ trợ cho
việc truyền tín hiệu modem và truyền dữ liệu ISDN.

Hình 3.9: Mô hình chức năng của hiG1000
- Triệt khoảng lặng và chèn nhiễu giả: Trong quá trình truyền tín hiệu thoại,
hiG1000 nhận dạng và nén các khoảng lặng. Bằng cách này có thể giảm lưu
lượng tải trong mạng IP. Với cơ chế chèn nhiễu giả người sử dụng không biết
được không có thông tin truyền đi trong suốt khoảng lặng.Nhiễu giả được tạo ra
57

57

như các bản tin ở cổng đầu vào và thông báo với cổng đầu ra để lọai bỏ nhiễu
này (Nhiễu giả được phát ra với một mức nhất định ).
- Truyền dẫn thoại, fax, modem và dữ liệu ISDN qua IP: Surpass hiG 1000
hỗ trợ việc truyền thoại, fax, dữ liệu qua việc nhận dạng âm.Khi hiG 1000 nhận
dạng được các âm fax hay modem sẽ gửi tín hiệu tới hiQ 9200 qua giao thức
MGCP, hiQ9200 sẽ gửi tín hiệu điều khiển cho hiG 1000 thực hiện các chức
năng truyền dẫn như đa mô tả ở trên.
- Truyền tín hiệu âm tần kép: Việc truyền DTMF được thực hiện theo hai
cách tùy thuộc vào cấu hình từng loại CODEC mà âm có thể truyền trong băng
hay ngoài băng
+ Chức năng cung cấp chất lượng dịch vụ. Chất lượng dịch vụ là phần rất
quan trọng trong mạng VoIP. Do mạng IP không được thiết kế để hỗ trợ cho các
ứng dụng thời gian thực nên phải thực hiện các biện pháp đặc biệt để đảm bảo
chất lượng dịch vụ của các cuộc gọi. Các nhân tố ảnh hưởng tới chất lượng cuộc
gọi là:
- Trễ đầu cuối tới đầu cuối: HiG 1000 chỉ gây nhiễu theo một chiều mà
không xem xét tới mạng PSTN hay IP đường trục. Vì vậy mộ điều quan trọng là
mạng IP giữa các gateway được thiết kế để tạo ra độ trễ có thể chấp nhận
được.Để giảm nhiễu trong mạng VoIP, hiG 1000 có thể thiết lập các bit kiểu dịch
vụ ToS (Type of Service) của các gói VoIP với một giá trị bất kỳ được nhà khai
thác ấn định. Việc sử dụng các đánh gói này trong VoIP có thể được sử dụng ở
các router biên để thực hiện quyền ưu tiên
Trong trường hợp mất gói, hiG 1000 bù lại các gói đa mất
băng cách mô phỏng cho gói tin IP so với dữ liệu gói tin IP thông thường.
- Mất gói dữ liệu: Các gói mất một cách càng chính xác càng tốt.Với chức
năng này, thuê bao chỉ biết được sự mất gói khi có nhiều gói liên tiếp bị mất. Số
thứ tự (SN - Sequence Number) trong tiêu đề của giao thức RTP được sử dụng để
nhận biết việc mất gói và các gói không nằm trong chuỗi gói
- Jitter: Các gói được phát qua mạng IP đến tại bên thu với thời gian khác
nhau bởi các gói có thể được truyền qua các tuyến khác nhau hay do tải trọng
58

58

mạng thay đổi. Sự thay đổi số lần đến của các gói tin dược gọi là sự thay đổi trễ
hay Jitter. Trong hiG 1000 có nhiều phương pháp khác nhau được thực hiện để
bù trễ thay đổi này. Phương pháp đơn giản nhất là thêm một thời gian trễ nhất
định trong bộ đệm Jitter của bộ thu. Một phương pháp khác là Surpass hiG 1000
có thể điều chỉnh động kích cỡ của bộ đệm Jitter theo yêu cầu của mạng.
+ Chức năng mạng hiG 1000 cung cấp thêm các tính năng cho phép tích hợp
một cách dễ dàng và tin cậy vào mạng TDM hiện nay.
- hiG 1000 được điều khiển bởi 2 hiQ 9200: Trong một số trường hợp ít xảy
ra nhất đó là chuyển mạch mềm hiQ 9200 không thể điều khiển hiG 1000 được
(ví dụ trong trường hợp nâng cấp phần mềm) mỗi hiG 1000 được điều khiển bởi
2 hiQ 9200 theo kiểu phân tải, nghĩa là mỗi hiQ 9200 sẽ điều khiển một nửa số
cổng của hiG1000, như vậy khi một hiQ 9200 không hoạt động một nửa số cổng
của hiG 1000 vẫn hoạt động đưới sự điều khiển của hiQ 9200 còn lại.
- Báo hiệu quay về (Back haud): Báo hiệu số 7 có thể truyền báo hiệu kết
hợp trên cùng kết nối E1 như tín hiệu thoại, kết hợp hay gần kết hợp qua mạng
SS7. Trong mạng NGN điều khiển cuộc gọi được tách ra khỏi phần điều khiển
thông tin. Điều này có nghĩa là báo hiệu SS7 được xử lý trong hiQ 9200, thiết bị
này sau đó sẽ gửi các lệnh đến hiG1000. Trong kiểu kết hợp, báo hiệu là một khe
thời gian của một luồng kết nối E1 tại hiG 1000. Nhưng các cổng phương tiện
không có chức năng điều khiển cuộc gọi, do đó tín hiệu điều khiển phải chuyển
đến hiQ 9200 qua mạng IP. Sau đó hiQ9200 kết cuối báo hiệu SS7 và thực hiện
chức năng điều khiển cuộc gọi, điều này cho phép một kết nối dễ dàng đến PSTN
ngay cả khi không có mạng báo hiệu SS7
- Điều khiển quá tải: Hiện tượng quá tải xảy ra khi các yêu cầu của hiQ 9200
đối với hiG 1000 vượt quá khả năng xử lý của nó. Bên trong hiG 1000 ứng dụng
một cơ chế điều khiển quá tải bên trong để đảm bảo sự ổn định khi xảy ra quá tải.
Điều khiển quá tải bao gồm quá trình thông báo tình trạng quá tải và biện pháp
giảm quá tải.
Khi tình trạng quá tải được thông báo thì một số phần trăm của tất cả các yêu
cầu mới về cuộc gọi sẽ bị từ chối.
59

59

3.4.3

Router ERX-1400
Phần này giới thiệu cấu trúc và chức năng của Router vùng ERX-1400.
Router này vùng đang được đặt tại 24 tỉnh, khái niệm họ ERX-1400 đề cập đến
cả hệ thống ERX- 1410 (đang được sử dụng) và hệ thống ERX-1440 (sẽ thay thế
ERX-1410).
Kiến trúc lớp mang cho phép kết hợp hệ thống định tuyến E-series với server
truy nhập từ xa băng rộng (BRAS - Broadband Remote Access Server) và khả
năng truy nhập chuyên dụng trên một hệ thống đơn lẻ, nền tổ hợp. Hơn nữa, do
hỗ trợ các đặc tính công nghệ truy nhập cho IP, ATM, và Fream Relay, các hệ
thống định tuyến họ Eseries cung cấp nền tảng định tuyến với tốc độ và độ tin
cậy cao, linh hoạt cho việc triển khai các dịch vụ IP. Tính linh hoạt ở đây cũng
đồng nghĩa với việc hạ giá thành khai thác bởi khả năng triển khai nhanh các
dịch vụ biên mới từ một nền tảng định tuyến đơn và nó cũng cung cấp khả năng
mở ra các dịch vụ mới trong tương lai.
Các hệ thống E-series cung cấp nhiều loại cổng giao tiếp khác nhau với hiệu
suất và khả năng cung cấp các dịch vụ IP linh hoạt thích ứng được với những yêu
cầu phù hợp của các nhà cung cấp dịch vụ.
Cấu trúc:

-

ERX-1440: Hệ thống dựa trên mục tiêu phân bổ môi trường nơi có không
gian vừa phải, có 14 khe cắm: Trường chuyển mạch tốc độ 40Gbps, bộ xử lý định
tuyến chuyển mạch (SRP) với SRP dự phòng và 12 khe được thiết kế chuyên
dùng cho các module đường dây. ERX-1440 dùng các module đường dây cơ sở
ASIC và các cổng vào/ra giống như với các họ E-series khác và hỗ trợ tốc độ lên
tới OC-48/STM-16 và tốc độ Gigabit Ethernet.
Hệ thống ERX-1440 quản lý khối lưu lượng mạng cực kỳ lớn và sử dụng
bộ xử lý định tuyến chuyển mạch với tốc độ lên đến 40 Gbps (SRP 40G). Hệ
thống ERX-1410 quản lý lưu lượng mạng ở mức độ cao và sử dụng bộ xử lý
định tuyến chuyển mạch với tốc độ 10 Gbps (SRP-10G). Nhìn bề ngoài, khung
giá của hệ thống ERX-1440 cũng giống như hệ thống ERX-1410. Cả hai hệ
thống đều có 14 khe cắm để chứa các module và có cùng yêu cầu về nguồn
cung cấp. Quy trình lắp đặt và vận hành của hai hệ thống cũng giống nhau. Tất
60

60

cả các hệ thống ERX đều sử dụng cùng loại module SRP vào/ra. Tuy nhiên, cấu
trúc khung bên trong của hệ thống ERX-1440 khác với hệ thống ERX-1410 là
có một mặt giữa đặc biệt cho module SRP 40Gbps. Cấu trúc hệ thống ERX1440 gồm 3 thành phần chính:
- Một trường chuyển mạch hoạt động ở tốc độ 40 GBbps.
- Các card đường dây.
- Bộ xử lý định tuyến hiệu suất cao cho việc duy trì bảng định tuyến và cấu
hình hệ thống. Phần mềm hệ thống có thể hỗ trợ:
- Các giao thức định tuyến BGP, IS-IS, OSPF, RIP.
- Hỗ trợ định tuyến ở mức cao sử dụng MPLS.
- Điều khiển và áp dụng các chính sách QoS cho IP và ATM.
- Vận chuyển lưu lượng IP dưới nhiều dạng đóng gói.
- Hỗ trợ các đặc tính của BRAS.
- Tạo các tuyến VPN.

Hình 3.10: Mặt trước của ERX-1440

Hình 3.11: Mặt sau của ERX-1440
h 3.10: Mặt sau của ERX-1440

Mỗi router có thể thiết lập tối đa:
- 48 OC-3/STM-1 ATM/POS port
- 12 OC-12/STM-4 ATM/POS port
- 12 GE port
- 96 FE port
- 100.000 giao tiếp IP độc lập, cho phép nhà cung cấp vận hành hệ thống hỗ
trợ nhiều thiết bị ứng dụng IP (kết nối đến DSLAM cho dịch vụ truy cập băng
rộng - BRAS).
Trên thực tế, hệ thống ERX được xây dựng dưới dạng module. Bao gồm các
module đường dây (Line Module), các module vào/ra (I/O Module), module xử

61

61

lý định tuyến chuyển mạch (SRP Module), và module SRP vào/ra (I/OSRP
Module).

Hình 3.12: Cấu trúc dạng module của hệ thống ERX-1400
+ Module xử lý định tuyến chuyển mạch SRP: Một hệ thống ERX phải chứa
ít nhất một module SRP và module SRP I/O đi kèm với nó. Trong ERX1410 thì
hai slot ở chính giữa dành cho lắp đặt các module SRP. Module SRP gồm hai
board kết nối với nhau và đều kết nối đến midplane (nhìn bên ngoài không thể
thấy). Hai board đó là:

Hình 3.13: SPR Module
- Fabric board đóng vai trò như một server khung chuyển mạch nhằm sắp
xếp các gói cho line module. Nó có một phần cứng sắp xếp tài nguyên linh hoạt
cho phép ứng dụng QoS đến từng giao tiếp vật lý và logic, cung cấp một lịch
trình chặt chẽ ưu tiên cho việc phân phát gói.
- Processor board là một board chuyên dùng để boot hệ thống, quản lý chẩn
đoán (xem hệ thống có làm việc bình thường không) và hỗ trợ xử lý giao thức
định tuyến. PCMCIA card: Ở mặt trước của mỗi SRP có một khe riêng để cắm
62

62

card loại này. Nó giữ các thông tin cấu hình và phần mềm của cả hệ thống. Ta
không thể tháo card này ra dù PCMCIA card cũng hoạt động ở chế độ backup bởi
vì trong hệ thống cả hai card đều chạy, phòng khi có sự cố xảy ra với card master
thì card backup có thể hỗ trợ ngay mà không cần reload
+ Module SRP vào/ra
Một module vào/ra tương ứng của module SRP được gọi là module SRP
vào/ra kết nối với những module SRP thông qua midlane của hệ thống. Chỉ có
một loại module SRP vào/ra cho tất cả các SRP . Module SRP vào/ra này chiếm
hai khe và cung cấp các port chuẩn như:
 10/100Base-T - cổng cho phép truy nhập hệ thống ERX cho các chức năng quản

lý Ethernet qua giao tiếp lệnh hay SNMP.
 RS-232 - cổng cung cấp một kết nối nối tiếp cho việc theo dõi cấu hình hệ thống

qua PC hoặc thiết bị đầu cuối ASCII.
 Giao tiếp cảnh báo - cung cấp các chỉ thị liên quan đến các loại cảnh báo của hệ

thống ERX.
 Các cổng định thời đồng bộ với mạng ngoài - đảm bảo các xung nhịp đồng hồ sử

dụng bởi hệ thống ERX đồng bộ với đồng hồ hệ thống của toàn mạng.
 Các module đường dây: Xử lý dữ liệu từ các kiểu kết nối mạng khác nhau. Ngoài

ra còn có thể thêm thông tin về những module đường dây và những module SRP
nào hỗ trợ cho từng loại module đường dây cụ thể. Hầu hết các module đường
dây được hỗ trợ việc phân loại gói tin trên lối vào, một vài module đường dây
không phải ASIC thì không làm được điều này. Cơ chế phân loại gói tin trên
module đường dây căn cứ vào các trường riêng biệt (địa chỉ IP nguồn và đích,
cổng nguồn, cổng đích và giao thức), giao diện IP lối vào, các trường thông tin
lớp 2…
+ Module vào/ra
Hầu hết các module đường dây đều có một module vào/ra tương ứng, cung
cấp sự kết nối vật lý với mạng, các module vào/ra được đặt ở phía sau hệ thống,
ngay sau module đường dây tương ứng của nó.

63

63

Module đường dây điều khiển quá trình xử lý gói và chuyển tiếp gói. Một
bảng chuyển mạch thực hiện chuyển mạch gói nội bộ với tốc độ cao. Bộ xử lý
định tuyến tập trung thông tin định tuyến, gửi bảng định tuyến và cập nhật tới
các module đường dây.
Lưu lượng vào ra

-

Series ERX1400 là các router chuyên dùng cho các thiết bị yêu cầu tốc độ
logic và vật lý cao, nó cho phép các nhà cung cấp dịch vụ phân phối các kết nối
IP tốc độ cao với nhiều dịch vụ đa dạng đến các thuê bao. Hình sau mô tả các line
module nhận và chuyển tiếp lưu lượng ra khỏi hệ thống:

Hình 3.14: Hệ thống ERX hỗ trợ các loại lưu lượng đầu vào và đầu ra
Chức năng

-

ERX1440 thực hiện hai chức năng chính trong NGN của VNPT
+ Chức năng BRAS cho mạng truy nhập Internet băng rộng ADSL.
+ Chức năng chuyển mạch đa dịch vụ trong mạng MPLS: Gán nhãn và xác
định độ ưu tiên của các gói tin trước khi truyền lên core router. Thu gom lưu
lượng từ các BRAS và HiG1000 trong vùng xác định.
64

64

3.4.4

Router lõi M320
Hiện nay NGN của VNPT đang sử dụng M320 Juniper làm router lõi, đặt tại
HCM, HN và ĐN. Phần này giới thiệu cấu trúc của M320.
M320 cung cấp các kết nối ATM, Frame Relay, Ethernet, TDM. Với cấu trúc
khung hỗ trợ tới 8 FPCs (Flexible PIC Concentrators) cung cấp đến 64-STM16,
16 - STM64.
Băng thông tập trung ở Router là 320Gbps (đơn công) hoặc 160 Gpbs (song
công). M320 gồm 2 phần chính:
+ Cơ cấu chuyển tiếp gói (Packet Forwarding Engine - PFE)
+ Cơ cấu định tuyến (Routing Engine - RE)

Hình 3.15: Mô hình M320

-

Cơ cấu chuyển tiếp gói
Cấu trúc của M320 là cấu trúc dạng khung gồm những thành phần chính sau:
+ Craft Interface: cho phép xem trạng thái, các chức năng điều khiển hệ
thống qua đó có thể xử lý các sự cố xảy ra bên trong.
+ Midlane: là phần nằm giữa mặt trước và sau của router. FPCs đặt vào
Midlane từ mặt trước của khung, SIBs, CBs được đặt vào từ mặt sau của
khung.Nguồn cung cấp và hệ thống làm mát được nối đến đây. Các chức năng
chính của Midlane

 Truyền dữ liệu: các gói dữ liệu được truyền qua Midlane từ PFE trên FPC đến

SIBs và ngược lại
 Phân phối nguồn điện.

65

65