TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊNKHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG

Giảng viên hướng dẫn : Ths Ngô Đắc Thuần

Thực hiện:1. Lê Trung 0620081 (trưởng nhóm)2. Võ Hồng Anh Khoa 3. Nguyễn Đình Lãm4. Nguyễn Thành Thoại Vân5. Nông Ngọc Huy

ĐỀ TÀI: NEXT GENERATION NETWORK

1

NỘI DUNG

I.Sự cần thiết phải chuyển sang NGN

II.Cấu trúc mạng NGN

III.Chuyển mạch mềm-Softswitch

IV.Báo hiệu trong NGN

VI.Các dịch vụ trong mạng NGN – triple play of NGN

VII.Các giải pháp NGN của các hãng

VIII.Hướng phát triển NGN đối với nhà cung cấp dịch vụ khác nhau 2

I.Sự cần thiết phải chuyển sang NGN

PSTN :cung cấp thoại truyền thống chất lượng tương đối ổn địnhvẫn chứa nhiều hạn chế so với nhu cầu hiện tại : giá thành cao chi phí vận hành mạng lớn,phức tạp trong việc phối hợp báo hiệu ,đồng bộ và triển khai dịch vụ mới

Nhu cầu về các dịch vụ dữ liệu phát triển mạnh , xu thế tích hợp IP/ATM/MPLSYêu cầu :

băng thông rộng hiệu suất cao ,đơn giản về cấu trúc để dễ quản lý và phát triển dịch vụ mới….

Hướng giải quyết : xây dựng mới toàn bộnâng cấp hệ thống PSTN có khả năng sử dụng giao thức IP

NGN đã ra đời theo hướng nâng cấp hệ thống PSTN 3

II.Nguyên tắc tổ chức mạng NGN1.Khái niệm mạng NGN

Chưa có định nghĩa rõ ràng

Có cơ sỏ hạ tầng thông tin dựa trên chuyển mạch gói

Sự hội tụ giữa thoại và số liệu , cố định và di động

Tích hợp PSTN và TDM và chuyển mạch gói dựa trên IP/ATM

Tích hợp giữa truyền dẫn quang và công nghệ chuyển mạch gói

Tích hợp giữa cố định và di động4

Nhu cầu tiến hóa mạng

5

2.Các đặc điểm của NGN

Nền tảng hệ thống là mở

Dịch vụ thực hiện đôc lập với mạng lưới

NGN là mạng dựa trên nền chuyển mạch gói ,sử dụng giao thức thống nhất

Là mạng có dung lượng ngày càng tăng ,có tính thức ứng cao ,có dung lượng cao để đủ đáp ứng nhu cầu

6

3.Sự hội tụ giữa các mạng

7

4.Chuyển mạch mềm

8

Sự phát triển từ PSTN sang NGN

9

Sự phát triển từ PSTN sang NGN

10

5.Công nghệ nền của NGN

11

So sánh giữa các công nghệ:

12

So sánh giữa các công nghệCông nghệ IP ATM MPLS

13

6.Cấu trúc luận lý ( logic ) của mạng NGN

14

15

CHỨCNĂNGCÁCLỚP

Cung cấp các dịch vụ có băng thông khác nhau và ở nhiều mức độ

Kết nối để cung cấp dịch vụ thông suốt từ đầu cuối đến đầu cuối với bất kì giao thức và báo hiệu nào

Chịu trách nhiệm chuyển đổi môi trường (PSTN,LAN….) sang môi trường truyền dẫn gói và nhược lại

Phần truyền dẫn:truyền dẫn và chuyển mạch, hỗ trợ QoS, lưu trữ sự kiệnPhần truy nhập:cung cấp các kết nối giữa thuê bao với mạng đường truc qua MGC

16

7.Cấu trúc vật lý của mạng NGN

17

18

Các thành phần chính của mạng NGN:Media Gateway (MG)Media Gateway Controller (MGC)Signaling Gateway (SG)Media Server (MS)Application Server (Feature server )

19

Media Gateway (MG)

Cung cấp phương tiện để truyền tải thông tin thoai ,dư liệu,Fax, video giữa mạng gói và mạng IPCung cấp khe thời gian T1 hay tài nguyên xử lí tín hiệu số dưới sự điểu khiển của MGC Truyền dữ liệu thoại sử dụng giao thức RTP

Cấu trúc của Media Gateway

20

Signaling Gateway (SG)

Cung cấp một kết nối tới mạng báo hiệuTruyền thông tin báo hiệu giữa MGC và SG thông qua mạng IPCung cấp đường truyền dẫn cho thoai, Fax,dữliệu,videoCung cấp các hoạt dộng SS7 có sự sẵn sàng cao cho dịch vụ viễn thông

21

Media Gateway Controller (MGC)

Quản lý cuộc gọi Quản lý lớp dịch vụ và chất lượng dịch vụQuản lý các bản tin liên quan QoS như RTCPThực hiện định tuyến cuộc gọiĐiều khiển quản lý băng thôngGhi lại thông tin chi tiết cuộc gọi để tính cướcĐối với MG:

Xác định cấu hình thời gian thực cho các DSPPhân bổ kênh DS0Truyền dẫn thoại (mã hóa,nén, đóng gói )

Đối với SG,MGC cung cấp:Các loại DD7Các bộ xử lý thời gianCấu hình kết nốiMã của nút mạng hay thông tin cấu hình 22

Media Server (MS)

Chức năng voicemail cơ bảnHộp thư fax thích hợp hay các thông báo có thểsử dụng email hay các bản tin ghi âm trướcKhả năng nhận tiếng nóiKhả năng hội nghị truyền hìnhKhả năng chuyển thoại sang văn bản

23

Application Server (Feature server)

Xác định tính hợp lệ và hỗ trợ các thông số dịch vụthông thường cho hệ thống đa chuyển mạchCác dịch vụ đặc tính:

hệ thống tính cướcVPN - cung cấp mạng riêng ảo cho khách hàngH323 Gatekeeper- dịch vụ này hỗ trợ định tuyến qua các mạng khác nhau

24

VI.SOFTSWITCHING1. Giới thiệu chung2. Khái niệm về softswitch3. Vị trí của softswitch trong mô hình phân lớp chức năng

của NGN4. Thành phần chính của softswitch5. Ưu điểm softswitch6. Các giao thức hoạt động7. So sánh hoạt động của softswitch và circuit-switching

25

1.Giới thiệu chung

26

Nhược điểm của chuyển mạch kênh

Giá thành chuyển mạch tổng đài nội hạtDịch vụ không đa dạng, không có sự phân biệt dịch vụ cho các khách hàng khác nhauHạn chế về kiến trúc mạng, do đó khó khăn trong việc phát triển mạng

27

Sự ra đời của chuyển mạch mềm softswitch

Cấu trúc mạng thế hệ sau NGN

28

2.Khái niệm về softswitch

Mobile IN:tách phần cứng khỏi phần mềmNortel: phần mềm tích hợp voice,data,videoCopperCom: phương pháp tiếp cận mới trong chuyển mạch thoạiSoftswitch là phần mềm thực hiện chức năng xử lý cuộc gọi trong hệ thống chuyển mạch có khả nặng truyền tải nhiều loại thông tin với nhau

Media Gateway (MG)

Softswitch

Media Gateway Controller

(MGC)29

3.Vị trí của softswitch trong mô hình phân lớp chức năng của NGN

30

4. Thành phần chính của softswitch

Thành phần chính

31

MEDIA GATEWAY CONTROLLER

32

MGC có nhiệm vụ tạo cầu nối giữa các mạng có đặc tính khác nhau bao gồm PSTN,SS7,IP.Các chức năng chính của MGC:

1. Điều khiển cuộc gọi, duy trì trạng thái của mỗi cuộc gọi trên Media Gateway (MG)

2. Điều khiển và hổ trợ hoạt động của MG, SG3. Trao đổi bản tin cơ bản giữa 2 MG-F4. Xử lý bản tin SS7 (khi sử dụng SIGTRAN)5. Xử lý bản tin liên quan QoS6. Phát hoặc nhận bản tin báo hiệu7. Định tuyến (bản định tuyến, phân tích số, dịch số)8. Tương tác với AS-F để cung cấp dịch vụ hay đặc tính cho người sử dụng9. Có thể quản lý các tài nguyên mạng (port, băng tần…)

33

Giao thức sử dụng giữa các thành phần:

34

Ví dụ hoạt động của Media:

35

Khái quát hoạt động chuyển mạch mềm:

Vd:thuê bao gọi đi thuộc PSTN1. Thuê bao gọi (A) nhấc máy (PSTN): off-hook2. SG báo MGC trực tiếp qua CA-F -> caller-MGC3. Caller-MGC gởi yêu cầu -> MG(nối với tổng đài nội hạt ban đầu) nhờ MGC-F4. SG thu nhập và chuyển tới caller-MGC5. Caller-MGC xử lý,số thuê bao -> R-F -> server

Đầu cuối đích ~ đầu cuối gọi: nếu thuê bao bị gọi (B) thuộc caller- MGC thì -> bước 7.Nếu B thuộc MGC khác-> bước 6Đầu cuối đích khác đầu cuối gọi:dùng IW-F

6. Caller-MGC -> MGC khác cho đến khi đến đúng MGC bị gọi (callee-MGC) 7. Callee-MGC -> callee-MG (nối với tổng đài nội hạt của B)8. Callee-MGC -> callee-SG,thông qua SS7 làm rung chuông B9. Callee-SG nhận bản tin trạng thái B (giả sử rỗi) -> callee-MGC10. Calle-MGC -> caller-MGC để báo đã liên lạc được11. Callee-MGC gởi thông tin để cung cấp ring back tone cho caller-MGC, qua caller-SG đến A12. Khi B nhấc máy,quá trình thông báo tương tự như trên xảy ra:qua SS7 -> callee-MGC -> caller-

MGC -> caller-SG -> A13. Hình thành kết nối thông qua caller-MG và callee-MG14. Khi chấm dứt thì quá trình sẽ xảy ra tương tự

36

1. Ưu điểm:Cơ hội mới về doanh thuThời gian tiếp cận thị trường ngắnKhả năng thu hút khách hàngGiảm chi phí xây dựng mạngGiảm chi phí điều hành mạngSử dụng băng thông một cách hiệu quảQuản lý mạng hiệu quảCải thiện dịch vụTiết kiệm không gian đặt thiết bịCung cấp môi trường tạo lập dịch vụ mềm dẻoAn toàn vốn đầu tư

5.Ưu điểm của softswitch

37

6.Các giao thức hoạt động

SIP (Session Initiation Protocol)

MGCP (Media Gateway Controller Protocol)

RTP (Real Time Transport Protocol)

38

SIP (Session Initiation Protocol)

1. Tổng quan về SIP:Là một giao thức báo hiệu điều khiển thuộc lớp ứng dụng dùng để thiết lập điều chỉnh và kết thúc phiên làm việc của một hay nhiều người tham gia.Là giao thức đơn giản dựa trên văn bản, được sử dụng để hỗ trợ trong việc cung cấp các dịch vụ thoại tăng cường qua mạng Internet

39

2. Chức năng của SIP:

Xác định vị trí của người sử dụng (user location) : Còn được gọi là chức năng dịch tên và xác định người được gọi. Dùng để đảm bảo cuộc gọi đến được người nhận dù họ ở đâu.Xác định khả năng của người sử dụng: Còn được gọi là chức năng thương lượng đặc tính cuộc gọi (feature negotiation). Dùng để xác định loại thông tin và các loại thông số liên quan đến thông tin sẽ được sử dụng.Xác định sự sẵn sàng của người sử dụng : Dùng để xác định người được gọi có muốn tham gia vào kết nối hay không.Thiết lập cuộc gọi : Thực hiện việc rung chuông, thiết lập thông số cuộc gọi của các bên tham gia vào kết nối.Xử lí cuộc gọi: Bao gồm chuyển và kết thúc cuộc gọi, quản lí những người tham gia cuộc gọi, thay đổi đặc tính của cuộc gọi.

40

3.Các thành phần chính của SIP:

User Agent Client (UAC).User Agent Server (UAS).Proxy Server: có nhớ (stateful) và không nhớ (Stateless).Location/Registration Server.Redirect Server.

41

4.Cuộc gọi SIP tiêu biểu :

42

MGCP (Media Gateway Controller

1.Tổng quan MGCP:o Là một giao thức ứng dụng dùng để điều khiển hoạt động của MG.o Là giao thức sử dụng phương thức Master/Slaver, trong đó MGC (đóng vai trò

master) quyết định chính trong quá trình liên lạc với MG (đóng vai trò là slaver).

43

2.Các thành phần của MGCP:

Hai thành phần cơ bản sử dụng giao thức MGCP :

MG

MGCP

MGC44

3.Các lệnh sử dụng trong MGCP:

CRCX (Create Connection): lệnh MGC truyền đến MG yêu cầu tạo kết nối.MDCX (Modify Connection): lệnh MGC truyền đến MG yêu cầu đặc tính kết nối cần thay đổi.DLCX (Delete Connection): cả MGC và MG điều có thể dùng lệnh này để yêu cầu xóa kết nối. MG sử dụng trong trường hợp đường dây hư hỏng.RQNT (Request Notification): truyền từ MGC đến MG, MGC yêu cầu MG chú ý đến sự kiện nào đó.NTFY (Notify): truyền từ MG đến MGC nhằm thông báo có sự kiện xảy ra.AUCX (Audit Connection): lệnh MGC gửi đến MG để lấy thông số liên quan đến kết nối.AUEP (Audit Endpoint): MGC gửi lệnh này đến MG để xác định trạng thái của điểm cuối.RSIP (Restart In Progress): đây là yêu cầu MG gửi đến MGC để báo cho MGC biết điểm cuối đã ko hoạt động (out of service).

45

RTP (Real Time Transport Protocol)Là giao thức dùng để truyền các thông tin yêu cầu tính thời gian thực (real time) như thoại và hình ảnh.RTP và giao thức hỗ trợ RTCP (Real Time Control Protocol) là các giao thức hoạt động ngay trên lớp UDP.Các bản tin RTCP được trao đổi giữa các người sử dụng phiên nhằm để trao đổi thông tin phản hồi về chất lượng của phiên làm việc.

46

Cấu trúc gói RTP

Mào đầu của RTP

47

Các đặc tính của chuyển mạch:

7.So sánh hoạt động của softswitch và circuit-switching

48

Cấu trúc của chuyển mạch:

49

Quá trình thực hiện chuyển mạch

Chuyển mạch kênhChuyển mạch mềm 50

Giải pháp chuyển mạch mềm của các hãng

Hãng Alcatel có Alcatel 1000 Softswitch.Cisco có Cisco BTS 10200.Lucent có Lucent Softswitch.Hãng Open Telecommunications có OpenCallAgent.Huges Software System có HSS Softswitch.

BTS 10200 Softswitch

51

VII.Các báo hiệu trong NGNBáo hiệu cuộc gọi:SIP,H.323Báo hiệu giữa MGC – MG hay giữa MGC– server: MGCP,Megaco /H.248Báo hiệu cho PSTN:SIGTRAN.Báo hiệu QoS

52

Sơ lược báo hiệu H.323

53

H.323 Terminal

Chồng giao thức tại đầu cuối H.32354

H.323 Gateway

Cấu tạo của Gateway55

H.323 Gatekeeper

Chức năng của một Gatekeeper56

Multipoint control unit(MCU)

Cấu tạo của Multipoint control unit 57

VIII.Dịch vụ trong mạng NGN

Một số dịch vụ NGN điển hình58

Dịch vụ NGN điển hình

-VoiceMột số chuẩn nén thoại thông dụng như:

G.711 PCM: là tiêu chuẩn nén âm thanh ở băng thông 64 Kbit/s.G.726 ADPCM: là tiêu chuẩn nén âm thanh ở băng thông 32 Kbit/s.G.728 LD-CELP: là tiêu chuẩn nén âm thanh ở băng thông 16 Kbit/s.G.729 xxxxxx: là tiêu chuẩn nén âm thanh ở băng thông 8 Kbit/s.G.723.1 MP-MLQ: là tiêu chuẩn nén âm thanh ở băng thông 6.3 Kbit/s.G.723.1 ACELP: là tiêu chuẩn nén âm thanh ở băng thông 32 Kbit/s.

-Data-VideoSử dụng chuẩn nén MPEG :

MPEG-2: Used with Cable, DVD, Satellite (DBS), VODWith SDTV, bitrate ~ 3.75Mb/sNot suitable for HDTV over IP – bitrate ~ 20Mb/s

MPEG-4: 22 parts to the specification• Part 10 (H.264/AVC) deals with advanced compression techniques for video• Includes technology for digital rights management (DRM)• Enables HDTV (much better compression than MPEG-2)• Many new IPTV deployments are going strait to HDTV and thus MPEG-4

-> Triple play = voice+video+broadband data.

59

IX.Các giải pháp tiến lên mạng NGN

Ví dụ : Giải pháp NGN của SiemensXây dựng mạng thế hệ sau có tên là SURPASS và dựa trên 4 khía cạnh sau:

-Chuyển mạch thế hệ sau-Truy nhập thế hệ sau-Truyền tải (quang) thế hệ sau-Mạng quản lý thế hệ sau

60

Giải pháp NGN của Siemens

61

Chuyển mạch thế hệ sau

Giải pháp chuyển mạch nội hạt của SIEMENS

62

Truy nhập thế hệ sau

Giải pháp cho mạng truy nhập trong thời kỳ quá độcủa SIEMENS

63

Mạng quản lý thế hệ sau

Giải pháp quản lý cho mang thế hệ sau của SURPASS là Next Generation Network Management.Nguyên lý dựa trên quản lý miền,quản lý phần tử và quản lý ứng dụng.Gồm các thành phần con như: Netmanager,TNMS,AccessIntegrator.

64

X.Chiến lược phát triển mạng NGNCó 2 hướng phát triển mạng NGN:

Xu hướng phát triển mạng và dịch vụ theo quan điểm dựa trên cơ sở mạng hiện tai

65

Xu hướng phát triển mạng và dịch vụ theo quan điểm xây dựng một mạng lưới hoàn toàn mới

66

Nguyên tắc tổ chức mạng NGN của VNPT

Tổ chức lớp ứng dụng/dịch vụ và điều khiển

67

Nguyên tắc tổ chức mạng NGN của VNPT

Tổ chức lớp truyền tải

68

Nguyên tắc tổ chức mạng NGN của VNPT

Lộ trình chuyển đổi

69

70

71

CÁM ƠN CÁC BẠN ĐÃ QUAN TÂM THEO DÕI

72