Chương 1: Giới thiệu tổng quan mạng thế hệ sau
www.4tech.com.vn

1
Chương 1
GIỚI THIỆU TỔNG QUAN MẠNG THẾ HỆ SAU
1.1 Giới thiệu chương
Cụm từ “mạng thế hệ sau” (Next Generation Network- NGN) bắt đầu được
nhắc tới từ năm 1998. NGN là bước tiếp theo trong lĩnh vực truyền thông truyền
thống trên thế giới được hỗ trợ bởi 3 mạng lưới: mạng thoại PSTN, mạng không
dây và mạng số liệu (Internet). NGN hội tụ cả 3 mạng trên vào một kết cấu thống
nhất để hình thành mộ
t mạng chung, thông minh, hiệu quả cho phép truy xuất toàn
cầu, tích hợp nhiều công nghệ mới, ứng dụng mới và mở đường cho các cơ hội kinh
doanh phát triển. Chương 1 giới thiệu về Mạng thế hệ sau (NGN), trình bày sơ lược
về mạng viễn thông hiện tại, đặc điểm và hạn chế. Sau đó, mô tả kiến trúc mạng
NGN bao gồm lớp truyền dẫn và truy cập, lớp truyền thông, lớp
điều khiển, lớp ứng
dụng và lớp quản lý.
1.2 Mạng viễn thông hiện tại
1.2.1 Khái niệm về mạng viễn thông hiện tại
Mạng viễn thông là phương tiện truyền thông tin từ đầu phát tới đầu thu.
Mạng có nhiệm vụ cung cấp các dịch vụ cho khách hàng.
Mạng viễn thông bao gồm các thành phần chính: thiết bị chuyển mạch, thiết
bị truyền dẫn, môi trường truyền và thi
ết bị đầu cuối.
 Thiết bị chuyển mạch gồm tổng đài nội hạt và tổng đài quá giang. Các thuê
bao được nối vào tổng đài nội hạt và tổng đài nội hạt nối vào tổng đài quá giang.
Nhờ các thiết bị chuyển mạch mà đường truyền được dùng chung và mạng có thể

thành các cấp mạng khác nhau.
1.2.2 Các đặc điểm của mạng viễn thông hiện tại
Các mạng viễn thông hiện tại có đặc điểm chung: tồn tại một cách riêng lẻ,
ứng với mỗi loại dịch vụ thông tin lại có ít nhất một loại mạng vi
ễn thông riêng biệt
để phục vụ dịch vụ đó.
 Mạng Telex: dùng để gởi các bức điện dưới dạng ký tự đã được mã hoá bằng
5 bit (mã Baudot). Tốc độ truyền rất thấp (từ 75 đến 300 bit/s).
 Mạng điện thoại công cộng, còn gọi là POTS (Plain Old Telephone Service):
ở đây thông tin tiếng nói được số hoá và chuyển mạch ở hệ thống chuyển mạch điệ
n
thoại công cộng PSTN.
Môi trường truyền dẫn
Thiết bị
chuyển mạch
Thiết bị
truyền dẫn
Thiết bị
chuyển mạch
Thiết bị
truyền dẫn Chương 1: Giới thiệu tổng quan mạng thế hệ sau
www.4tech.com.vn

3
 Mạng truyền số liệu: gồm các mạng chuyển mạch gói để trao đổi số liệu giữa
các máy tính dựa trên giao thức của X.25 và hệ thống truyền số liệu chuyển mạch
kênh dựa trên các giao thức X.21

n tại sẽ rất khó thích nghi với những đòi hỏi này. Chương 1: Giới thiệu tổng quan mạng thế hệ sau
www.4tech.com.vn

4
 Kém hiệu quả trong việc bảo dưỡng, vận hành cũng như sử dụng tài nguyên.
Tài nguyên sẵn có trong một mạng không thể chia sẻ cho các mạng khác cùng sử
dụng.
 Mặt khác, mạng viễn thông hiện nay được thiết kế nhằm mục đích khai thác
dịch vụ thoại là chủ yếu.
 Kiến trúc tổng đài độc quyền làm cho các nhà khai thác gần như phụ thuộc
hoàn toàn vào các nhà cung cấp tổng
đài. Điều này không những làm giảm sức cạnh
tranh cho các nhà khai thác, đặc biệt là những nhà khai thác nhỏ, mà còn tốn nhiều
thời gian và tiền bạc khi muốn nâng cấp và ứng dụng các phần mềm mới.
 Các tổng đài chuyển mạch kênh đã khai thác hết năng lực và trở nên lạc hậu
đối với nhu cầu của khách hàng.
Đứng trước tình hình phát triển của mạng viễn thông hiện nay, các nhà khai
thác nhận thấy r
ằng “sự hội tụ giữa mạng PSTN và mạng PSDN” là chắc chắn xảy
ra. Cần có một cơ sở hạ tầng duy nhất cung cấp cho mọi dịch vụ (tương tự-số, băng
hẹp-băng rộng, cơ bản- đa phương tiện, …) để việc quản lý tập trung, giảm chi phí
bảo dưỡng và vận hành, đồng thời hỗ trợ các dịch vụ của mạng hi
ện nay.
1.3 Mạng viễn thông thế hệ sau
1.3.1 Định nghĩa
Mạng viễn thông thế hệ sau có nhiều tên gọi khác nhau, chẳng hạn như:
 Mạng đa dịch vụ (cung cấp nhiều loại dịch vụ khác nhau).

Các khối chức năng của tổng đài truyền thống chia thành các phần tử độc
lập, các phần tử được phân chia theo chức năng tương ứng và phát triển một cách
độc lập. Trong đó, giao diện và giao thức giữa các bộ phận phải dựa trên các tiêu
chuNn tương ứng.
Việc phân tách làm cho mạng viễn thông vốn có dần dần đi theo hướng mớ
i,
nhà kinh doanh có thể căn cứ vào nhu cầu dịch vụ để tự tổ hợp các phần tử khi tổ
chức mạng lưới. Việc tiêu chuNn hoá giao thức giữa các phần tử có thể nối thông
các mạng có cấu hình khác nhau.
 NGN là do dịch vụ thúc đẩy, nhưng dịch vụ phải thực hiện độc lập với
mạng lưới.
Với đặc điểm:
- Chia tách dịch vụ
với điều khiển cuộc gọi
- Chia tách cuộc gọi với truyền tải.
Mục tiêu chính của chia tách là làm cho dịch vụ thực sự độc lập với mạng,
thực hiện một cách linh hoạt và có hiệu quả việc cung cấp dịch vụ. Thuê bao có thể
tự bố trí và xác định đặc trưng dịch vụ của mình, không quan tâm đến mạng truyền
tải dịch vụ và loạ
i hình đầu cuối. Chương 1: Giới thiệu tổng quan mạng thế hệ sau
www.4tech.com.vn

6
 NGN là mạng chuyển mạch gói, dựa trên một giao thức thống nhất.
Mạng thông tin hiện nay, dù là mạng viễn thông, mạng máy tính hay mạng
truyền hình cáp đều không thể lấy một trong các mạng đó làm nền tảng để xây dựng
cơ sở hạ tầng thông tin. N hưng gần đây, cùng với sự phát triển của công nghệ IP,

chia theo các khối đã được chuNn hoá.
- Hỗ trợ phương thức phân chia một mạng chung thành các mạng ảo riêng rẽ
về mặt logic.
1.3.4 Sự triển khai từ mạng hiện có lên mạng NGN
Một chiến lược để phát triển nhịp nhàng t
ừ mạng hiện tại sang kiến trúc
mạng mới là rất quan trọng nhằm giảm thiểu yêu cầu đầu tư trong giai đoạn chuyển
tiếp, trong khi sớm tận dụng được mạng N GN . Bất cứ giải pháp nào được chọn lựa
thì các hệ thống chuyển mạch truyền thống cũng sẽ tồn tại bên cạnh các phần tử
mạng công nghệ mới trong nhiề
u năm.
Ở đây, chủ yếu chúng ta xem xét quá trình tiến hoá về cấu trúc mạng từ
mạng hiện có lên cấu trúc mạng N GN .
N hư hình 1.3, chúng ta nhận thấy mạng viễn thông hiện tại gồm nhiều mạng
riêng rẽ kết hợp lại với nhau thành một mạng “hỗn tạp”, chỉ được xây dựng ở cấp
quốc gia, nhằm đáp ứng được nhiều lo
ại dịch vụ khác nhau. Mạng Internet, một
mạng đơn lớn, có tính chất toàn cầu, thường được đề cập theo một loạt các giao
thức truyền dẫn hơn là theo một kiến trúc đặc trưng. Internet hiện tại không hỗ trợ
QoS cũng như các dịch vụ có tính thời gian thực (như thoại truyền thống).
Do đó, việc xây dựng mạng thế hệ sau N GN cần tuân theo các chỉ tiêu:
-
N GN phải có khả năng hỗ trợ cả cho các dịch vụ của mạng Internet và của
mạng hiện hành. Chương 1: Giới thiệu tổng quan mạng thế hệ sau
www.4tech.com.vn

8

vụ QoS).
Mạng hiện tại
PSTN
TDM Access
Circuit switching
SON ET
Trans
p
ort
ATM
,
F
R
Frame/ Cell Access
ATM switching
SON ET
Trans
p
ort
Internet
IP Access
IP Routing/switch
SON ET
Trans
p
ort
Mạng thế hệ sau
(NGN)
Access
IP ATM

Thứ hai là chuyển đổi mạng đường dài (mạng truyền dẫn). Sử dụng c
ổng
mạng trung kế tích hợp hoặc độc lập, chuyển đến mạng IP hoặc ATM, rồi sử dụng
chuyển mạch mềm để điều khiển luồng và cung cấp dịch vụ. Sử dụng phương thức
này có thể giải quyết vấn đề tắc nghẽn trong chuyển mạch kênh.
Chương 1: Giới thiệu tổng quan mạng thế hệ sau
www.4tech.com.vn

10

Hiện tại-
Các mạng dịch vụ riêng lẻ
Tương lai-
Mạng đa dịch vụ
Dịch vụ
PSTN/ISDN
CATV
Data/ IP
Network
Cellular
PLMN
Mạng lõi IP
Media Gateway
Cable
Access
Wireless
Access

tâm.

Hình 1.5 Cấu trúc mạng thế hệ sau ( góc độ mạng)
Xem xét từ góc độ kinh doanh và cung cấp dịch vụ thì mô hình cấu trúc
mạng thế hệ sau còn có thêm lớp ứng dụng dịch vụ.
Trong môi trường phát triển cạnh tranh thì sẽ có rất nhiều thành phần tham
gia kinh doanh trong lớp ứng dụng dịch vụ. Hình 1.6 Cấu trúc mạng và dịch vụ NGN (góc độ dịch vụ)
Lớp điều khiển
Lớp truyền thông

Controller
Media
Gateway
Các Server
ứng dụng
Router
Switch - Router
Khách hàng tại
nhà/ Vùng dân cư

Hình 1.7 Cấu trúc luận lý của NGN
Kiến trúc mạng N GN sử dụng chuyển mạch gói cho cả thoại và dữ liệu. N ó
phân chia các khối vững chắc của tổng đài hiện nay thành các lớp mạng riêng rẽ,
các lớp này liên kết với nhau qua các giao diện mở tiêu chuNn.
Hệ thống chuyển mạch N GN được phân thành bốn lớp riêng biệt thay vì tích
hợp thành một hệ thống như công nghệ
chuyển mạch kênh hiện nay: lớp ứng dụng,
lớp điều khiển, lớp truyền thông, lớp truy cập và truyền tải. Các giao diện mở có sự
tách biệt giữa dịch vụ và truyền dẫn cho phép các dịch vụ mới được đưa vào nhanh
chóng, dễ dàng; những nhà khai thác có thể chọn lựa các nhà cung cấp thiết bị tốt
nhất cho từng lớp trong mô hình mạng N GN .
1.4.1 Lớp truyền dẫ
n và truy cập
Phần truyền dẫn Chương 1: Giới thiệu tổng quan mạng thế hệ sau
www.4tech.com.vn

13

ương lai
truyền dẫn quang DWDM, PON (Passive Optical N etwork) sẽ dần dần chiếm ưu thế
và thị trường xDSL, modem cáp dần dần thu hẹp lại. Chương 1: Giới thiệu tổng quan mạng thế hệ sau
www.4tech.com.vn

14
Vô tuyến: thông tin di động – công nghệ GSM hoặc CDMA, truy cập vô
tuyến cố định, vệ tinh.
- Lớp 2 và lớp 3: Công nghệ IP sẽ làm nền cho mạng truy cập.
- Thành phần:
Phần truy cập gồm các thiết bị truy cập đóng vai trò giao diện để kết nối các
thiết bị đầu cuối vào mạng qua hệ thống mạng ngoại vi cáp đồng, cáp quang hoặc
vô tuyến.
Các thiết bị truy cập tích hợp (IAD).
Thuê bao có th
ể sử dụng mọi kỹ thuật truy cập (tương tự, số, TDM, ATM,
IP,…) để truy cập vào mạng dịch vụ N GN .
- Chức năng:
Cung cấp các kết nối giữa thuê bao đầu cuối và mạng đường trục (thuộc lớp
truyền dẫn) qua cổng giao tiếp MGW thích hợp.
Mạng N GN kết nối với hầu hết các thiết bị đầu cuối chu
Nn và không chuNn
như các thiết bị truy xuất đa dịch vụ, điện thoại IP, máy tính PC, tổng đài nội bộ
PBX, điện thoại POTS, điện thoại số ISDN , di động vô tuyến, di động vệ tinh, vô
tuyến cố định, VoDSL, VoIP,…
1.4.2 Lớp truyền thông
- Thành phần:

Server).
Theo MSF (MultiService Switching Forum), lớp điều khiển cần được tổ
chức theo kiểu module và có thể bao gồm một số bộ đ
iều khiển độc lập. Ví dụ có
các bộ điều khiển riêng cho các dịch vụ: thoại/báo hiệu số 7, ATM/SVC,
IP/MPLS,…
- Chức năng:
Lớp điều khiển có nhiệm vụ kết nối để cung cấp các dịch vụ thông suốt từ
đầu cuối đến đầu cuối với bất kỳ loại giao thức và báo hiệu nào.
Cụ thể, lớp điều khiển th
ực hiện:
Định tuyến lưu lượng 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 lưu lượng và các chỉ tiêu chất lượng đối với mỗi kết nối (hay mỗi
luồng) và thực hiện giám sát điều khiển để
đảm bảo QoS.
Báo hiệu đầu cuối từ các trung kế, các cổng trong kết nối với lớp media.
Thống kê và ghi lại các thông số về chi tiết cuộc gọi, đồng thời thực hiện các cảnh
báo. Chương 1: Giới thiệu tổng quan mạng thế hệ sau
www.4tech.com.vn

16
Thu nhận thông tin báo hiệu từ các cổng và chuyển thông tin này đến các
thành phần thích hợp trong lớp điều khiển.
n lý với các
chức năng điều khiển. Vì căn bản N GN 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 trường đa nhà đầu tư, đa nhà khai thác, đa dịch vụ.
1.5 Tổng kết chương
Vấn đề quan tâm nhiều trong hoạt động của mạng viễn thông là hiệ
u suất
khai thác, hiệu quả kinh tế và sự cạnh tranh. Các thiết bị IP phát triển rất nhanh
chóng, do đó việc xây dựng mô hình N GN là hợp với nhu cầu của thời đại. N GN là
mạng thế hệ kế tiếp chứ không phải là mạng hoàn toàn mới. Vì vậy khi xây dựng và
phát triển theo hướng N GN cần chú ý tới vấn đề kết nối N GN với mạng hi
ện hành
và tận dụng các thiết bị viễn thông hiện có trên mạng nhằm đạt được hiệu quả khai
thác tối đa. Chương 2 sẽ trình bày vấn đề điều khiển tắc nghẽn trong N GN .