MỤC LỤC

MỤC LỤC 1
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT 2
DANH MỤC CÁC BẢNG 4
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ 5
MỞ ĐẦU 6
Chƣơng 1: TỔNG QUAN VỀ MẠNG THẾ HỆ MỚI NGN 8
1.1 MẠNG THẾ HỆ MỚI NGN 8
1.2 MẠNG NGN CỦA TỔNG CÔNG TY BƢU CHÍNH VIỄN THÔNG
VIỆT NAM VNPT 19
Chƣơng 2: CÁC CHỈ TIÊU CHẤT LƢỢNG MẠNG LÕI IP NGN 29
2.1 MÔ HÌNH PHÂN LỚP CỦA DỊCH VỤ TRÊN NỀN IP 30
2.2 CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT TRUYỀN TẢI GÓI IP 36
2.3 ĐỘ SẴN SÀNG CỦA DỊCH VỤ IP 44
Chƣơng 3: CÁC LỚP CHẤT LƢỢNG DỊCH VỤ MẠNG IP 47
3.1 MỘT SỐ VẤN ĐỀ VỀ CHẤT LƢỢNG DỊCH VỤ QoS 47
3.2 CÁC LỚP CHẤT LƢỢNG DỊCH VỤ MẠNG IP 51
3.3 CÁC TRƢỜNG HỢP ÁP DỤNG CÁC LỚP QoS 56
Chƣơng 4: PHƢƠNG PHÁP ĐO KIỂM VÀ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƢỢNG
MẠNG LÕI IP 58
4.1 ĐO ĐỘ TRỄ GÓI IP IPTD 59
4.2 ĐO BIẾN ĐỘNG TRỄ GÓI IP IPDV 66
4.3 ĐO TỶ SỐ MẤT GÓI IP IPLR 74
KẾT LUẬN 77
TÀI LIỆU THAM KHẢO 79

DSL
Digital Subscriber Line
DST
Destination
DWDM
Dense Wavelength Division Multiplex
EL
Exchange Link
FR
Frame Relay
FS
Feature Server
FTP
File Tranfer Protocol
GSM
Global System for Mobile Communication
HTTP
Hyper Text Transfer Protocol
IAD
Intergrated Access Device
IP
Internet Protocol
IPDV
IP Packet Delay Variation
IPER
IP Packet Error Ratio
IPLR
IP Packet Loss Ratio
IPOT
IP Packet Octec-based Throughput

Network Section
OSI
Open System Interconnection
PABX
Private Automated Branch Exchange
PC
Personal Computer
PDH
Plesiochronous Digital Hierarchy
PIA
Percent IP service Availability
PIU
Percent IP service Unavailability
PON
Passive Optical Network
POTS
Plain Old Telephone Service
PSTN
Public Switched telephone Network
QoS
Quality of Service
RG
Residental Gateway
RTP
Real-time Transport Protocol
SDH
Synschronous Digital Hierarchy
SEN
Service Excution Node
SG


4
DANH MỤC CÁC BẢNG

BẢNG
NỘI DUNG
Trang
Bảng 1
Hàm sẵn sàng của dịch vụ IP
40
Bảng 2
Các lớp QoS của mạng IP
47
Bảng 3
Hƣớng dẫn về các lớp QoS
53
Bảng 4
Các tiêu chuẩn về độ trễ gói IP
55
Bảng 5
Trễ gây ra bởi các thành phần trong một bộ phận mạng
NS
56
Bảng 6
Phân bố IPTD và IPTD khi có 2 NS
59
Bảng 7
5
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

HÌNH
NỘI DUNG
Trang
Hình 1
Sự hội tụ giữa các mạng
6
Hình 2
Cấu trúc mạng NGN của Alcatel
7
Hình 3
Cấu trúc mạng NGN trên quan điểm kinh doanh và
cung cấp dịch vụ
8
Hình 4
Các thực thể chức năng trong NGN
14

mạng NS
56
Hình 15
Mô hình thông tin VoIP giữa 2 ngƣời
57
Hình 16
Mô hình thông tin giữa hai thiết bị đầu cuối
58
Hình 17
Các mức phân bố trễ khi đi qua nhiều trạm với tỉ lệ tải
kết nối tƣơng ứng lấy ở ngƣỡng 1-10
-3

65
Hình 18
Cấu hình đo giá trị biến động trễ
67
Hình 19
Cấu hình đo tỉ số mất gói IP khi sử dụng truyền tải
ATM
71

trục, nơi truyền tải một phần lớn lƣu lƣợng của mạng, là thành phần đóng vai
trò là “ xƣơng sống” trong mạng NGN cần phải đƣợc nghiên cứu đánh giá kỹ
lƣỡng để đảm bảo cho chất lƣợng các dịch vụ cung cấp tới ngƣời sử dụng đạt
yêu cầu. 7
Trong khuôn khổ đề tài này, nội dung chính tập trung vào việc Nghiên
cứu các chỉ tiêu mạng lõi dựa trên công nghệ IP trong mạng NGN và
phƣơng pháp đánh giá chất lƣợng của mạng lõi IP. Luận văn bao gồm 4
chƣơng: Chƣơng 1 trình bày về lý thuyết mạng NGN và mô hình mạng NGN
của Tổng Công ty Bƣu Chính Viễn thông VNPT; Chƣơng 2 trình bày về các
tiêu chuẩn trong mạng lõi IP; Chƣơng 3 trình bày về các lớp chất lƣợng dịch
vụ và các ứng dụng của chúng; Chƣơng 4 trình bày về các phƣơng pháp đo
kiểm và đánh giá chất lƣợng mạng lõi IP.
Đề tài với trọng tâm nghiên cứu đánh giá chất lƣợng mạng lõi IP, đƣa ra
một số kết quả đạt đƣợc bao gồm việc xây dựng các phƣơng pháp đánh giá,
các cấu hình đo, các chỉ tiêu thông số kỹ thuật cần đo và giá trị các thông số
cần phải đƣợc đáp ứng trong các trƣờng hợp cụ thể của mạng lõi IP. Hƣớng
nghiên cứu tiếp theo sẽ mở rộng đánh giá chất lƣợng dịch vụ thông qua
nghiên cứu và đo lƣờng các chỉ tiêu chất lƣợng khác cũng có ảnh hƣởng tới
chất lƣợng dịch vụ, tới độ sẵn sàng và khả năng cung cấp dịch vụ.
- Các dịch vụ bị phụ thuộc và hệ thống hạ tầng mạng. Điều này làm cho
nhà cung cấp dịch vụ phải duy trì hệ thống hạ tầng riêng cho những
dịch vụ nhất định, đồng thời ngƣời sử dụng cũng phải dùng nhiều thiết
bị đầu cuối khác nhau.
- Thiếu mềm dẻo khi hỗ trợ các dịch vụ truyền dữ liệu với các tốc độ
khác nhau trong hiện tại và tƣơng lai.
- Kém hiệu quả trong việc bảo dƣỡng, vận hành và sử dụng tài nguyên.
Tài nguyên sẵn có trong một mạng không thể chia sẻ cho các mạng
khác cùng sử dụng. Hệ thống chuyển mạch kênh không hỗ trợ lƣu
lƣợng dữ liệu tăng đột biến một các hiệu quả, đồng thời gây lãng phí
băng thông khi trong một khoảng thời gian rỗi không có tín hiệu nào
đƣợc truyền đi.
- Tại các hệ thống tổng đài, kiến trúc phần cứng là độc quyền, là hệ
thống “đóng” làm cho nhà khai thác phụ thuộc gần nhƣ hoàn toàn vào
nhà cung cấp thiết bị, gây khó khăn và tốn kém cho việc nâng cấp và
ứng dụng các phần mềm mới.
Trong tình hình phát triển của mạng viễn thông hiện nay, sự ra đời của
NGN là tất yếu. Các nhà khai thác cần có đƣợc một hệ thống mạng hội tụ giữa
cố định và di động, có cơ sở hạ tầng duy nhất cung cấp cho mọi dịch vụ (
tƣơng tự- số, băng hẹp-rộng, cơ bản- đa phƣơng tiện,…) để có thể quản lý tập
trung, giảm chi phí bảo dƣỡng và vận hành đồng thời hỗ trợ các dịch vụ của
mạng hiện nay.
Bắt nguồn từ sự phát triển của công nghệ thông tin, công nghệ chuyển
mạch gói và công nghệ truyền dẫn băng rộng, mạng NGN ra đời là mạng có
cơ sở hạ tầng là mạng thông tin duy nhất dựa trên công nghệ chuyển mạch 10
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.

thiệu những mô hình cấu trúc NGN khác nhau và kèm theo là các giải pháp
mạng cùng các sản phẩm thiết bị khác nhau do họ cung cấp. Các mô hình cấu
trúc NGN của các hãng bao gồm các lớp chức năng sau:
- Lớp truy nhập và truyền dẫn.
- Lớp trung gian ( còn gọi là lớp phân bố).
- Lớp điều khiển
- Lớp quản lý. Đối với một số hãng, cấu trúc các lớp của mô hình NGN có một số khác
biệt. Ví dụ đối với Siemens, lớp truy nhập và truyền dẫn sẽ tách ra thành 2
lớp là lớp truy nhập và lớp truyền tải, đồng thời chức năng của lớp trung gian
Lớp điều khiển
Lớp trung gian
Lớp truy nhập
và truyền dẫn
Lớp quản lý
Hình 2: cấu trúc mạng NGN của Alcatel [4] 12
đƣợc thực hiện trong lớp truy nhập. Trong mô hình mạng mục tiêu của Tổng
công ty Bƣu Chính viễn thông Việt Nam VNPT, chức năng truyền dẫn và
chức năng của lớp trung gian đƣợc đặt trong lớp chuyển tải (Transport/Core).

13
các dịch vụ cung cấp trở nên phong phú, dễ dàng tích hợp, đẫn đến việc nhà
cung cấp có nhiều khả năng lựa chọn các dịch vụ phù hợp nhất với mình
Sau đây là các thành phần và chức năng của từng lớp.
 Lớp truyền dẫn và truy nhập:
Về phần truyền dẫn, tại lớp vật lý truyền đẫn quang với kỹ thuật ghép kênh
bƣớc sóng quang DWDM sẽ đƣợc sử dụng. Tại lớp 2 và lớp 3, truyền dẫn trên
mạng lõi là dựa vào kỹ thuật gói cho tất cả các dịch vụ với chất lƣợng dịch vụ
QoS tuỳ theo yêu cầu cho từng loại dịch vụ. Công nghệ ATM và MPLS/IP
đƣợc sử dụng làm nền cho truyền dẫn. Mạng lõi có thể thuộc mạng MAN hay
mạng đƣờng trục. Các router đƣợc sử dụng ở biên mạng lõi khi lƣu lƣợng lớn,
khi lƣu lƣợng thấp, thiết bị switch-router có thể đảm nhiệm chức năng của các
router này.
Thành phần của hệ thống truyền dẫn trong NGN gồm các nút chuyển
mạch/router ( IP/ATM hay IP/MPLS), các chuyển mạch kênh của mạng PSTN,
các khối chuyển mạch PLM, tuy nhiên ở mạng đƣờng trục kỹ thuật truyền tải
chính là IP hay IP/ATM. Ngoài ra hệ thống truyền dẫn còn có các hệ thống
chuyển mạch, hệ thống định tuyến cuộc gọi.
Các chức năng truyền tải trong cấu trúc NGN bao gồm cả chức năng truyền
dẫn và chuyển mạch. Lớp truyền dẫn có khả năng hỗ trợ các mức QoS khác
nhau cho cùng một dịch vụ và cho các dịch vụ khác nhau. Nó có khả năng lƣu
trƣc lại các sự kiện khác nhau xảy ra trên mạng ( kích thƣớc gói, tốc độ gói, độ
trễ, tỉ lệ mất gói và jitter cho phép,…….đối với mạng chuyển mạch gói; băng
thông, độ trễ đối với mạng chuyển mạch kênh TDM). Lớp ứng dụng sẽ đƣa ra
các yêu cầu về năng lực truyền tải và nó sẽ thực hiện các yêu cầu đó.
Về phần truy nhập, lớp vật lý bao gồm cáp đồng dựa trên công nghệ xDSL,
thông tin di động công nghệ GSM hay CDMA, các hệ thống truy nhập vô 14

trục. Lớp này chuyển đổi các loại môi trƣờng ( PSTN, Frame Relay, LAN,
wireless,….) sang môi trƣờng truyền dẫn gói đƣợc áp dụng trên mạng lõi
và ngƣợc lại. Nhờ đó các nút chuyển mạch ( ATM+IP) và các hệ thống sẽ
thực hiện các chức năng chuyển mạch, định tuyến cuộc gọi giữa các thuê
bao của lớp truy nhập dƣới sự điều khiển của các thiết bị thuộc lớp điều
khiển.
 Lớp điều khiển
Lớp điều khiển bao gồm các hệ thống điều khiển mà thành phần chính là
Softswitch, còn đƣợc gọi là Media Gateway Controller hay Call Agent đƣợc
kết nối với các thành phần khác để kết nối cuộc gọi hay quản lý địa chỉ IP nhƣ
SG ( Signalling Gateway) , MS ( Media Server), FS ( Feature Server), AS (
Application Server). Theo MSF ( MultiService Switching Forum), lớp điều
khiển cần đƣợc tổ chức theo kiểu môđun và có thể bao gồm một số bộ phận
điều khiển độc lập. Ví dụ các bộ điều khiển riêng cho các dịch vụ thoại/báo
hiệu số 7, ATM/SVC, IP/MPLS,…
Lớp điều khiển có nhiệm vụ kết nối để cung cấp các dịch vụ thông suốt từ
đầu cuối đến đầu cuối đối với bất kỳ loại giao thức và báo hiệu nào, cụ thể là
lớp điều khiển sẽ thực hiện:
- Định tuyến lƣu lƣợng giữa các khối chuyển mạch .
- Thiết lập yêu cầu, điều chỉnh và thay đổi các kết nối hoặc các luồng,
điều khiển sắp xếp nhãn ( label mapping) giữa các giao diện cổng.
- Phân bổ lƣu lƣợng và các chỉ tiêu chất lƣợng đối với mỗi kết nối hay
mỗi luồng và thực hiện giám sát điều khiển để đảm nảo QoS. 16
- Báo hiệu đầu cuối từ các trung kế, các cổng kết nối với lớp trung gian.
Thống kê và ghi lại các thông số chi tiết về cuộc gọi, đồng thời thực
hiện các cảnh báo.
- Thu nhận thông tin báo hiệu từ các cổng và chuyển thông tin này đến

- ……
 Lớp quản lý
Lớp quản lý là một lớp đặc biệt xuyên suốt các lớp, từ lớp truyền dẫn truy
nhập tới lớp ứng dụng.
Tại lớp quản lý, ngƣời ta có thể triển khai kế hoạch xây dựng mạng giám
sát viễn thông TMN nhƣ một mạng riêng để theo dõi và điều phối các thành
phần mạng viễn thông đang hoạt động. Tuy nhiên cần phân biệt các chức năng
quản lý với các chức năng điều khiển, vì căn bản NGN sẽ dựa trên các giao
diện mở và cung cấp rất nhiều loại hình dịch vụ trong một mạng đơn, cho nên
mạng quản lý phải làm việc trong một môi trƣờng nhiều nhà đầu tƣ, khai thác,
đa dịch vụ ….
Từ những phân tích trên, ta xây dựng sơ đồ các thực thể chức năng của
mạng NGN:
18 Nhiệm vụ của tứng thực thể nhƣ sau:
- AS-F: đây là thực thể thi hành các ứng dụng nên nhiệm vụ chính là

VIỆT NAM VNPT

Để đáp ứng nhu cầu tất yếu của xu hƣớng phát triển mạng viễn thông cũng
nhƣ nhu cầu của thị trƣờng viễn thông, nhà cung cấp dịch vụ viễn thông hàng
đầu Việt nam là Tổng công ty Bƣu chính Viễn thông VNPT đang tiến hành xây
dựng hệ thống mạng NGN. Việc xây dựng mạng NGN phải tuân theo một số
nguyên tắc tổ chức cơ bản và đƣợc tiến hành theo một lộ trình chuyển đổi hợp
lý để đảm bảo việc chuyển từ mạng viễn thông hiện tại sang mạng NGN một
cách thuận lợi nhất, đồng thời có thể giảm thiểu yêu cầu đầu tƣ trong giai đoạn
chuyển tiếp trong khi sớm tận dụng đƣợc những phẩm chất của mạng NGN.
1.1.3 Cấu trúc tổ chức mạng NGN của VNPT
Các định hƣớng mục tiêu chủ yếu để xây dựng mạng NGN của VNPT là: 20
- Dịch vụ phong phú đa dạng, đáp ứng nhu cầu cung cấp các dịch vụ viễn
thông hiện nay và các dịch vụ thế hệ sau nhƣ: các dịch vụ cơ bản, các
dịch vụ giá trị gia tăng, các dịch vụ truyền số liệu, Internet, công nghệ
thông tin, dịch vụ đa phƣơng tiện.
- Mạng có cấu trúc đơn giản, độ linh hoạt và tính sẵn sàng cao, năng lực
mạnh.
- Nâng cao chất lƣợng dịch vụ và hiệu suất sử dụng.
- Tận dụng tối đa các thiết bị đang có trên mạng.
- Tăng cƣờng khả năng trong xu thế cạnh tranh hội nhập và phát triển.
Để đáp ứng các mục tiêu đề ra, đặc biệt là nhằm nâng cao hiệu quả khai thác
mạng hiện nay, đảm bảo hiệu quả đầu tƣ công nghệ mới NGN và tăng cƣờng
khả năng cạnh tranh thì mạng viễn thông của VNPT cần đƣợc tổ chức lại một
cách hợp lý. Việc tổ chức mạng dựa trên số thuê bao theo vùng địa lý và nhu
cầu phát triển dịch vụ, không tổ chức theo địa bàn hành chính. Do vậy, VNPT
đã đề xuất phƣơng án thực hiện tổ chức lại mạng của VNPT thành 5 vùng lƣu

lƣợng. Năm tổng đài này hình thành Plane thứ hai của mạng Core bên cạnh
Plane thứ nhất bao gồm các tổng đài Gateway và Toll công nghệ TDM. Sau
đó sẽ tiến tới hình thành 5 Trung tâm chuyển mạch cho 5 vùng lƣu lƣợng.
Về truyền dẫn: tiếp tục sử dụng công nghệ SDH và hoàn thiện nâng cấp
các hệ thống truyền dẫn tới tốc độ STM-16. Nâng cấp hệ thống theo công
nghệ WDM để đạt đƣợc tốc độ hệ thống 20 Gbps và cao hơn với cơ chế bảo
vệ hợp lý về thiết bị, sợi và tuyến cáp quang. 22
Lớp truy nhập
Bao gồm toàn bộ các nút truy nhập hữu tuyến và vô tuyến đƣợc tổ chức
không theo địa giới hành chính. Các nút truy nhập của vùng lƣu lƣợng chỉ
đƣợc kết nối đến nút chuyển mạch đƣờng trục ( qua các nút chuyển mạch nội
vùng) của vùng đó mà không đƣợc kết nối đến nút đƣờng trục của vùng khác.
Các tuyến kết nối truy nhập với nút chuyển mạch nội vùng có dung lƣợng 
2Mbps và phụ thuộc vào số lƣợng thuê bao và lƣu lƣợng tại nút. Các thiết bị
truy nhập thế hệ mới phải có khả năng cung cấp các cổng giao tiếp: POTS,
VoIP, IP, ATM, FR, X25, IP-VPN, xDSL…
Lớp quản lý
Tiếp tục triển khai thực hiện dự án xây dựng trung tâm quản lý mạng viễn
thông quốc gia và tiến tới quản lý mạng viễn thông theo mô hình TMN với
đầy đủ 4 lớp là: quản lý phần tử mạng, quản lý mạng, quản lý dịch vụ, quản lý
kinh doanh. Hình thành trung tâm quản lý ở từng vùng lƣu lƣợng. Các trung
tâm quản lý vùng lƣu lƣợng có nhiệm vụ quản lý trực tiếp đối với mạng và
các thiết bị ( phần tử) mạng.
1.1.4 Lộ trình chuyển đổi sang mạng NGN
Ngành Bƣu chính viễn thông Việt Nam hiện nay đang thực hiện lộ trình
chuyển đổi sang mạng NGN cho giai đoạn 2001-2010. Lộ trình này đƣợc chia
thành 2 giai đoạn chính là từ 2001đến 2005 và từ 2005 đến 2010.

Hồ Chí minh hiện nay đang sử dụng các chuyển mạch E10, EWSD, NEAX61
có khả năng nâng cấp hỗ trợ dịch vụ IP, ATM; ba vùng mạng Bắc Trung Nam
sử dụng rất nhiều loại tổng đài, cần tận dụng các tổng đài TDM cũ cho thoại). 24
Lớp điều khiển
Trang bị trƣớc 2 nút điều khiển đặt tại Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh
tƣơng ứng với 2 nút ATM/Core.
Khi yêu cầu phát triển mạng gia tăng thì cần phát triển tiếp 3 nút điều
khiển tƣơng ứng với 3 nút ATM/Core cho vùng mạng miền Trung, miền Nam
và Miền Bắc.
Tiến tới hình thành nút điều khiển tƣơng ứng với 5 vùng lƣu lƣợng. Các
bộ điều khiển bao gồm IP/MPLS controller, ATM/SVC controller, Voice/SS7
controller sẽ đƣợc đặt tƣơng ứng với vị trí của các ATM/IP Core tại 5 vùng
lƣu lƣợng.
Lớp quản lý
Quản lý mạng NGN của VNPT vẫn theo mô hình TMN với 4 lớp: quản lý
phần tử mạng, quản lý mạng, quản lý dịch vụ, quản lý kinh doanh. Việc tổ
chức và quản lý thực hiện theo mô hình phân cấp: cấp quốc gia và cấp vùng
lƣu lƣợng.
Trong giai đoạn này, ở lớp quản lý sẽ thực hiện các công việc:
i. Triển khai xây dựng Trung tâm quản lý mạng viễn thông quốc gia.
Trung tâm quản lý mạng quốc gia phải có khả năng quản lý tới các thiết bị
trang bị mới trong lớp mạng chuyển tải của mạng NGN, điều phối lƣu lƣợng
giữa các ATM/IP Core.(Trung tâm quản lý mạng quốc gia trong dự án hiện
nay mới chỉ đáp ứng yêu cầu quản lý đối với các thiết bị hiện có trên mạng)
Các thiết bị đƣợc trang bị mới của lớp mạng chuyển tải cần có khả năng và
giao diện để kết nối với Trung tâm quản lý mạng quốc gia.
Trung tâm quản lý mạng quốc gia sẽ thực hiện các chức năng quản lý của

Switch

MẶT PHẲNG1
MẶT PHẲNG 2 Multiservice
Switch
Các tỉnh phía bắc Hà Nội Miền trung TP. Hồ Chí Minh Các tỉnh phía nam
Hình 5: Mạng chuyển mạch ATM/IP Core giai đoạn 2006-2010 [2]
ATM/IP
Core
ATM/IP
Core
ATM/IP
Core
ATM/IP
Core
ATM/IP
Core
ATM/IP
Core
ATM/IP
Core