Tải bản đầy đủ
4 Mô hình tham chiếu NGN

4 Mô hình tham chiếu NGN

Tải bản đầy đủ

9
1.4.1.1 Các chức năng tại tầng chuyển tải


Tầng chuyển tải thực hiện các chức năng kết nối các thành phần trong mạng gồm các thiết bị
(thường nằm trong các Server trong mạng) và các thiết bị của người sử dụng. IP hiện đang
được coi là phương tiện chuyển tảihứa hẹn nhất cho NGN. Tầng chuyển tải phải có khả năng
cung cấp QoS toàn trình.



Tầng chuyển tải được chia thành mạng lõi và mạng truy nhập. Các thành phần chức năng của
tầng chuyển tải được miêu tả ngắn gọn dưới đây.

Chức năng truy nhập (Access Functions - AF)
 Đây là khối chức năng quản lý truy nhập của thuê bao tới mạng. Hoạt động của nó phụ thuộc
vào công nghệ truy nhập, ví dụ: xDSL, Ethernet, quang, vô tuyến..

Chức năng chuyển tải truy nhập (Access Transport Functions - ATF)


Khối chức năng này thực hiện chuyển tải thông tin qua mạng truy nhập. Nó có các kỹ thuật
điều khiển QoS cho lưu lượng của người sử dụng gồm: quản lý bộ đệm, xếp hàng và lập lịch,
lọc gói, phân loại lưu lượng, đánh dấu và thiết lập chính sách.

Chức năng biên (Edge Functions - EF)


Khối chức năng này xử lý lưu lượng khi lưu lượng từ phần truy nhập được nhập vào mạng lõi.

Chức năng chuyển tải lõi (Core Transport Functions - CTF)
 Khối chức năng này đảm bảo chuyển tải thông tin qua mạng lõi. Nó cung cấp các phương pháp
phân biệt chất lượng chuyển tảitrên mạng, dựa vào mối tương tác với các chức năng điều khiển
chuyển tải (Transport Control Function). Nó cũng cung cấp các kỹ thuật QoS, xử lý trực tiếp
lưu lượng người sử dụng gồm: quản lý bộ đệm, xếp hàng và đặt lịch, lọc gói, phân loại lưu
lượng, đánh dấu và thiết lập chính sách, điều khiển cổng và firewall.

Chức năng điều khiển gắn kết mạng (Network Attachment Control Functions - NACF)
 Khối chức năng này cung cấp hoạt động đăng ký tại lớp truy nhập và khởi tạo các chức năng
người dử dụng cuối để truy nhập các dịch vụ NGN, cụ thể là: đinh danh/xác thực tại lớp mạng,
quản lý không gian địa chỉ IP của mạng truy nhập, xác thực phiên truy nhập.

Chức năng điều khiển tài nguyên và nhận vào (Resource and Admission Control Functions RACF)
 Khối chức năng này cung cấp chức năng điều khiển nhận vào và điều khiển cổng. Điều khiển
nhận vào gồm kiểm tra xác thực dựa vào profile về người dùng thông qua chức năng NACF và
cấp phép có tính đếm năng lực tài nguyên. RACF tương tác với chức năng lớp chuyển tải để
điều khiển một số chức năng sau: lọc gói, phân loại lưu lượng, đánh dấu và định chính sách,
dành trước và cấp phát băng thông, chống giả mạo địa chỉ, NAPT, tính cước sử dụng…

10
Chức năng quản lý User Profile lớp chuyển tải (Transport User Profile Functions - TUPF)
 Khối chức năng này xử lý thông tin và các hoạt động của người sử dụng liên quan đến tầng
chuyển tải, và lưu trữ trong “user profile”.
Chức năng cổng (Gateway Functions)
 Khối chức năng này tạo khả năng tương tác với các mạng khác như PSTN/ISDN, Internet hoặc
mạng NGN của các nhà cung cấp Viễn thông khác. Giao diện NNI có cả ở lớp điều khiển
và chuyển tải. Tương tác giữa lớp điều khiển và chuyển tải có thể thực hiện trực tiếp hoặc
thông qua các chức năng điều khiển chuyển tải.

Chức năng quản lý Media (Media Handling Functions)
 Cung cấp các dịch vụ như tạo các tín hiệu âm tone, chuyển mã, làm cầu nối cho các dịch vụ hội
nghị truyền hình (Conferencing).

1.4.1.2 Các chức năng tại tầng dịch vụ
 Các chức năng này cung cấp dịch vụ có phiên, dịch vụ không phiên, và toàn bộ các dịch vụ
PSTN/ISDN hiện thời.

Chức năng điều khiển dịch vụ (Service and Control Functions)
 Gồm các chức năng điều khiển phiên, chức năng đăng ký, xác thực và cấp phép tại mức dịch vụ.
Chúng có thể bao gồm các chức năng điều khiển tài nguyên Media.

Chức năng quản lý User Profile dịch vụ (Service User Profile Functions)
 Khối chức năng này xử lý thông tin và các hoạt động của người sử dụng liên quan đến tầng dịch
vụ, và lưu trữ trong “user profile”.

1.4.1.3 Chức năng ứng dụng (Application Functions)
 NGN hỗ trợ các giao diện API mở, cho phép các nhà cung cấp dịch vụ thứ ba sử dụng năng lực
mạng NGN để kiến tạo và phát triển các dịch vụ mới cho người sử dụng.

1.4.1.4 Các chức năng quản lý


Hỗ trợ quản lý mạng là nguyên tắc cơ bản cho các hoạt động của mạng NGN. Các chức năng
quản lý cho phép các nhà điều hành NGN quản lý mạng và cung cấp các dịch vụ NGN với
chất lượng, mức độ tin cậy và tính an toàn theo mong muốn



Các chức năng này được phân tán vào mỗi phần tử chức năng (FE). Chúng tương tác với các
phần tử chức năng quản lý phần tử mạng (NE), quản lý mạng và quản lý dịch vụ



Các chức năng quản lý còn gồm việc tính cước và thanh toán. Các chức năng này hỗ trợ cả
tính cước off-line (tính cước trả sau) và tương tác với các ứng dụng cho dịch vụ trả trước
(online charging)

11
1.4.1.5 Các chức năng người sử dụng
Giao diện với người sử dụng đầu cuối bao gồm cả giao diện vật lý và giao diện điều khiển. Không có
hạn chế về giao diện từ lớp truy nhập với khách hàng hoặc mạng của khách hàng. Tất cả các loại thiết
bị đầu cuối được hỗ trợ trong NGN từ điện thoại truyền thống tới các mạng phức tạp. Thiết bị người sử
dụng có thể là di động hoặc cố định

Hình 1.6 Mô hình tiến tới NGN từ các mạng hiện có theo ITU-T

1.4.2. Kiến trúc NGN theo ETSI

Hình 1.7 Kiến trúc NGN theo ETSI

Các đặc điểm chính


Phân hệ IMS nằm giữa và liên kết các lớp chuyển tải(mạng truy nhập thông qua phân hệ điều
khiển tài nguyên và mạng lõi) và lớp dịch vụ.



Kế thừa từ các mạng hiện có như PSTN, ISDN, Internet, ..

12


Xây dựng thêm các phân hệ và giao thức mới để bổ sung các loại hình dịch vụ, cung cấp dịch
vụ đa phương tiện và hội tụ mạng.



Mạng chuyển tảiđược gói hóa hoàn toàn với công nghệ IP.



Các mạng riêng rẽ trước đây được kết hợp thành một mạng chung duy nhất, cho phép nhà
cung cấp có thể cung cấp tất cả các loại hình dịch vụ.

1.5. Kiến trúc mạng NGN mục tiêu

Hình 1.8 Kiến trúc mạng NGN mục tiêu

1.5.1 Lớp ứng dụng và dịch vụ


Thiết lập một lớp ứng dụng thống nhất, đồng bộ, cung cấp dịch vụ cho toàn bộ mạng.



Kết hợp với lớp điều khiển qua các giao diện chuẩn, cho phép nhà cung cấp ứng dụng độc lập
tích hợp và triển khai các dịch vụ giá trị gia tăng (GTGT).

1.5.2 Lớp điều khiển


Một lớp điều khiển thống nhất điều khiển toàn bộ các dịch vụ.



Có các giao diện chuẩn tới hệ thống quản lý.

13
1.5.3 Lớp truyền tải


Bao gồm 2 thành phần: Mạng trục và các mạng thu gom lưu lượng tại các Tỉnh/Thành phố
(Provice).



Chuyển tải lưu lượng IP, có khả năng cung cấp VPN L2 / VPN L3 kết nối các phần tử mạng
NGN



Đảm bảo chất lượng dịch vụ đầu cuối (end-to-end QoS).

1.5.4. Lớp truy nhập


Đa dạng hóa loại hình truy nhập, sẵn sàng phát triển các dịch vụ mới

Hình 1.9 Topology mạng NGN mục tiêu

1.5.5 Các dịch vụ được cung cấp
Các dịch vụ trên mạng NGN có thể phân thành một số nhóm dịch vụ chính


Các dịch vụ VPN hay dịch vụ kết nối (VPN L2, VPN L3)



Các dịch vụ ứng dụng Triple-Play (VoIP, IPTV, HSI) cùng các dịch vụ gia tăng trên nền các
dịch vụ ứng dụng này



Các dịch vụ Hosting (Data, Web, ..)

1.5.6 Tổ chức mạng
1.5.6.1 Vùng phủ
Mỗi dịch vụ trong số các dịch vụ trên về nguyên tắc là triển khai toàn mạng VNPT nghĩa là đến các
khách hàng trên cả nước

14
Othe
r
network
s

In-house
cabling

Access
CPE(P
networ
)
k

Service
device
User
s

Interconnec
t

UNI
I

Khách hàng phân
tán trên c? nư?c

Acces
sNode

Aggregatio Edge
n networ
Node
k

Ph?n m?ng truy nh?p và
gom lưu lưu lư?ng phân
tán trên các T?nh

Core
networ
k

NN
I
Serve
r

Ph?n m?ng lõi liên k?t
các T?nh v?i nhau

Hình 1.10 Vùng phủ của dịch vụ mạng NGN

1.5.6.2 Mạng truyền tải và truy nhập băng rộng
Mạng chuyển tảivà truy nhập băng rộng của mạng NGN , các khách hàng giao tiếp với mạng qua giao
diện UNI, NNI là giao diện của mạng NGN với các mạng khác. Phần mạng của nhà cung cấp dịch vụ
sẽ gồm một số phân đoạn: Mạng lõi (core), mạng gom lưu lượng (Aggregation hay mạng Metro),
mạng truy nhập (access).

1.5.6.2.1 Mạng truy nhập khách hàng
Về nguyên tắc, mỗi dịch vụ có phần thiết bị truy nhập riêng, địa điểm, dung lượng, chủng loại thiết bị
truy nhập này phục thuộc dịch vụ cụ thể. Tuy nhiên trong trường hợp của SP cung cấp đa dịch vụ và
phần thiết bị truy nhập nhiều loại được sử dụng chung cho các dịch vụ (ví dụ MSAN, DSLAM).
Access
Node

Hình 1.11 Cấu trúc mạng truy nhập khách hàng

15
1.5.6.2.2 Mạng truyền tải
Mạng băng rộng là cơ sở hạ tầng chuyển tảichung cho các dịch vụ kết nối cũng như ứng dụng, phần
mạng này được định nghĩa là phần mạng giới hạn bởi các điểm mạng có khả năng cung cấp các dịch
vụ VPL lớp 2 (từ CE switch đến CE switch).

1.6 Công nghệ truyền tải mạng NGN
1.6.1 Công nghệ IP over WDM
Ngày nay, với sự xuất hiện của công nghệ ghép kênh quang theo bước sóng (WDM) thì dung lượng,
tốc độ, băng thông,… của hệ thống thông tin quang ngày càng nâng cao. Công nghệ WDM tận dụng
băng tần của sợi quang bằng cách truyền nhiều kênh bước sóng quang độc lập và riêng rẽ trên cùng
một sợi quang. Mỗi bước sóng biểu thị cho một kênh quang trong sợi.
Công nghệ WDM đáp ứng được yêu cầu băng thông rộng của các dịch vụ sử dụng giao thức Internet vì
lẽ đó IP và WDM là các công nghệ quan trọng được sử dụng trong mạng lưới viễn thông ngày nay và
trong tương lai.

1.6.1.1 Nguyên lý cơ bản của hệ thống thông tin quang WDM


Các tín hiệu quang có bước sóng khác nhau ở đầu phát được ghép kênh và truyền trên cùng 1
sợi quang. Ở đầu thu, tín hiệu gồm nhiều bước sóng đến từ sợi quang đó được tách kênh để
thực hiện xử lý theo yêu cầu của từng bước sóng.



WDM có nghĩa là độ rộng băng quang của các kênh được ghép kênh ở các vùng phổ cố định,
không chồng lấn trong băng thông truyền dẫn của sợi quang. Mỗi vùng tương ứng với một
kênh có bước sóng i. Các kênh khác nhau thì độc lập với nhau và truyền với các tốc độ xác
định.



ITU đã đưa ra tiêu chuẩn cho việc thiết lập bước sóng sử dụng cho các mạng WDM, điều này
là rất cần thiết để đảm bảo tính tương thích giữa các hệ thống của các hãng thiết bị khác nhau.
ITU-T đưa khuyến nghị chuẩn G.692 “Các giao diện quang đối với các hệ thống sử dụng các
bộ khuyếch đại quang đa kênh” định nghĩa rõ các thông số cho các hệ thống DWDM sử dụng
cho các mạng liên văn phòng và các ứng dụng cự ly dài. Chuẩn G.692 còn quy định rõ giới
hạn các hệ thống quang với dung lượng kênh tối đa là 4, 8, 16, 32 hoặc nhiều bước sóng nữa
sử dụng cho các tín hiệu trong STM-4, STM-16, STM-64 sử dụng truyền dẫn quang đơn
hướng hoặc song hướng. Trong khuyến nghị chuẩn G.692 có thể dung nhiều bước sóng khác
nhau để truyền tín hiệu quang trong giải 1528,77 nm đến 1560,61 nm.

16

Hình 1.13 Nguyên lý cơ bản của hệ thống thông tin quang WDM

1.6.1.2 Các ưu điểm của IP over WDM


IP/WDM thừa kế tất cả sự mềm dẻo và khả năng tương thích của giao thức điều khiển IP.



IP/WDM thay đổi băng thông động theo yêu cầu trong mạng cáp quang (Cung cấp các dịch vụ
đáp ứng thời gian thực).



Cùng với sự hỗ trợ giao thức IP, IP/WDM sẽ đáp ứng được sự cùng hoạt động, cung cấp dịch
vụ của các nhà cung cấp thiết bị, dịch vụ.



IP/WDM có thể thực hiện khôi phục động bằng kỹ thuật điều khiển phân bố trong mạng.



Đứng trên quan điểm dịch vụ, mạng IP/WDM có các ưu điểm về quản lý chất lượng, các chính
sách và các kỹ thuật dự kiến sẽ sử dụng và phát triển trong mạng IP.

1.6.1.3 Ba giải pháp chính của IP over WDM
Mạng IP/WDM được thiết kế truyền lưu lượng IP trong mạng cáp quang để khai thác tối đa ưu điểm
về khả năng đấu nối đa năng đối với mạng IP và dung lượng băng thông rộng của mạng WDM. Hình 2
mô tả 03 giải pháp IP over WDM.

Hình 1.14 Ba giải pháp chính của IP over WDM

Giải pháp truyền IP trên ATM (IP over ATM), sau đó trên SONET/SDH và mạng quang WDM
Đối với giải pháp này, WDM được sử dụng như công nghệ truyền song song trên lớp vật lý. Ưu điểm
của giải pháp này là sử dụng ATM có khả năng truyền nhiều loại tín hiệu khác nhau trong cùng đường
truyền với yêu cầu chất lượng dịch vụ khác nhau. Một ưu điểm khác khi sử dụng ATM là tính mềm
dẻo khi cung cấp dịch vụ mạng. Tuy nhiên giải pháp này rất phức tạp, quản lý và điều khiển IP over
ATM phức tạp hơn so với quản lý và điều khiển IP qua mạng thuê riêng (IP - Leased line).