Đồ án tốt nghiệp đại học Chơng I. Tổng quan về mạng NGN
Chơng 1
Tổng quan Về mạng NGN
1.1 Xu hớng phát triển công nghệ và các dịch vụ viễn thông
1.1.1 Xu hớng phát triển công nghệ viễn thông
Trong quá trình phát triển, các động lực thúc đẩy sự tiến bộ của kỹ thuật viễn
thông là:
- Công nghệ điện tử với xu hớng phát triển hớng tới sự tích hợp ngày càng cao
của các vi mạch.
- Sự phát triển của kỹ thuật số.
- Sự kết hợp giữa truyền thông và tin học, các phần mềm hoạt động ngày càng
hiệu quả.
- Công nghệ quang làm tăng khả năng tốc độ và chất lợng truyền tin, chi phí
thấp,...
Với sự gia tăng cả về số lợng và chất lợng của các nhu cầu dịch vụ ngày càng
phức tạp từ phía khách hàng đã kích thích sự phát triển nhanh chóng của thị trờng công
nghệ điện tử - tin học - viễn thông.
Những xu hớng phát triển công nghệ đã và đang tiếp cận nhau, đan xen lẫn nhau
nhằm cho phép mạng lới thoả mãn tốt hơn các nhu cầu của khách hàng trong tơng lai.
Thị trờng viễn thông trên thế giới đang đứng trong xu thế cạnh tranh và phát triển hớng
tới mạng viễn thông toàn cầu tạo ra khả năng kết nối đa dịch vụ trên phạm vi toàn thế
giới.
Xu hớng phát triển công nghệ điện tử - viễn thông - tin học ngày nay trên thế giới
đợc ITU - T thể hiện một cách tổng quát trong hình 1.1, các dịch vụ thông tin đợc chia
thành hai xu thế:
+ Hoạt động kết nối định hớng
+ Hoạt động không kết nối
Công nghệ ATM phát triển cho phép phát triển các dịch vụ băng rộng và nâng cao
chất lợng dịch vụ. Trong khi đó sự ra đời của công nghệ IP đã nâng cao độ tin cậy và
sự đa dạng dịch vụ.
Lữ Văn Thắng, D2001 VT

IEC và LEC
truyền thống
Xen kẽ CLEC,
ISP, P ,
Hình 1.2 Xu hướng phát triển mạng và dịch vụ
Đồ án tốt nghiệp đại học Chơng I. Tổng quan về mạng NGN
Hai xu hớng phát triển này dần tiệm cận và hội tụ với nhau tiến tới ra đời công
nghệ ATM/IP ( Asynchronous Transfer Mode/Internet Protocol ).
Sự phát triển mạnh mẽ của nhu cầu dịch vụ và các công nghệ mới tác động trực
tiếp đến sự phát triển cấu trúc mạng.
1.1.1.1 Công nghệ truyền dẫn
Khởi đầu của công nghệ truyền dẫn là truyền thoại trên các sợi cáp đồng.Với công
nghệ dùng cáp đồng, dịch vụ mạng cung cấp chủ yếu là thoại tơng tự.
Khi nhu cầu dịch vụ băng rộng xuất hiện ngày càng nhiều và chất lợng đòi hỏi
cũng cao hơn, nhng công nghệ truyền dẫn cũ lại không thể đáp ứng.
Hiện nay, mạng là sự kết hợp của nhiều mạng dựa trên những công nghệ khác
nhau. Ngoài cung cấp các dịch vụ băng rộng, mạng còn có xu hớng tạo ra một mạng
đồng nhất có khả năng cung cấp đa dịch vụ, dựa trên công nghệ IP/ATM và TDM. Đó
là mạng thế hệ sau NGN ( Next Generation Network ).
Dới đây là một số công nghệ truyền dẫn chủ yếu đợc dùng trong mạng NGN.
a) Cáp quang
Kỹ thuật quang đã đợc phát triển rất mạnh, hiện nay trên 60 % lu lợng thông tin
đợc truyền đi trên toàn thế giới đợc truyền trên mạng quang.
Công nghệ truyền dẫn quang SDH ( Synchronous Digital Hierarchy ) cho phép tạo
nên các đờng truyền dẫn tốc độ cao ( 155Mb/s, 622Mb/s, 2.5 Gb/s ) với khả năng vu
hồi bảo vệ của các mạng vòng đã đợc sử dụng rộng rãi ở nhiều nớc và ở Việt nam .
Kỹ thuật ghép bớc sóng WDM ( Wave Division Multiplexing ) đang đóng một vai
trò ngày càng quan trọng trong việc đáp ứng các nhu cầu về dung lợng tăng lên trong t-
ơng lai với chi phí chấp nhận đợc. WDM cho phép sử dụng độ rộng băng tần rất lớn
của sợi quang bằng cách kết hợp một số các tín hiệu ghép kênh theo thời gian với độ

b) Công nghệ ATM
Các công nghệ chuyển mạch trớc đây và đang sử dụng phổ biến hiện nay không
thoả mãn đợc đa phơng tiện, đa dịch vụ băng rộng tơng lai. Những dịch vụ này bao
gồm video theo yêu cầu, hội nghị truyền hình, điện thoại thấy hình và truyền số liệu
tốc độ cao.
ATM là một công nghệ chuyển mạch hớng kết nối, tốc độ cao, dựa trên cơ sở ph-
ơng pháp chuyển mạch gói. ATM nhận thông tin ở nhiều dạng khác nhau nh thoại, số
liệu, video và cắt ra thành nhiều phần nhỏ gọi là tế bào. Mỗi tế bào có chiều dài cố
định ngắn, bao gồm trờng thông tin ngời sử dụng và trờng tiêu đề trong. Vị trí của gói
chủ yếu không phụ thuộc vào đồng hồ đồng bộ mà dựa trên nhu cầu bất kỳ của kênh
Lữ Văn Thắng, D2001 VT
6
Đồ án tốt nghiệp đại học Chơng I. Tổng quan về mạng NGN
cho trớc. Mỗi một tế bào có thể truyền tại tốc độ 155 Mbit/s, 622 Mbit/s hoặc lớn hơn
trên các mạng truyền dẫn SDH.
Các chuyển mạch ATM cho phép hoạt động với nhiều tốc độ và dịch vụ khác
nhau. Các hệ thống chuyển mạch ATM sẽ đợc thiết kế chế tạo để có khả năng kết nối
làm việc với các mạng hiện tại. Hiện nay, cơ sở hạ tầng viễn thông của các nớc gồm có
các mạng sau: Telex, PSTN, N - ISDN, đờng kênh thuê ( leased lines ), mạng truyền
hình cáp, ... Vì vậy cần có sự kết nối giữa hệ thống ATM mới và hệ thống cũ.
c) Chuyển mạch IP
IP là kiến trúc của mạng Internet. Trong kiến trúc này, IP đóng vai trò lớp 3. IP
định nghĩa cơ cấu đánh số, cơ cấu chuyển tin, cơ cấu định tuyến và các chức năng điều
khiển ở mức thấp ( ICMP ). Gói tin IP gồm địa chỉ của bên nhận; địa chỉ là một số duy
nhất trong toàn mạng và mang đầy đủ thông tin cần cho việc chuyển gói tin tới đích.
Cơ cấu định tuyến có nhiệm vụ tính toán đờng đi tới các nút trong mạng. Do vậy, cơ
cấu định tuyến phải đợc cập nhật các thông tin về topo mạng, thông tin về nguyên tắc
chuyển tin và nó phải có khả năng hoạt động trong môi trờng mạng gồm nhiều nút. Kết
quả tính toán của cơ cấu định tuyến đợc lu trong các bảng chuyển tin ( forwarding table )
chứa thông tin về chặng tiếp theo để có thể gửi gói tin tới hớng đích.

nh đảm bảo chất lợng dịch vụ của ATM. Ngoài ra, cách tiếp cận này không thích hợp với
mạng có nhiều router và không thật hiệu quả trên một số mặt.
Công nghệ MPLS là kết quả phát triển của nhiều công nghệ chuyển mạch IP sử
dụng cơ chế hoán đổi nhãn nh của ATM để tăng tốc độ truyền gói tin mà không cần thay
đổi các giao thức định tuyến của IP.
MPLS tách rời chức năng của IP router ra làm hai phần riêng biệt: chức năng
chuyển gói tin và chức năng điều khiển. Phần chức năng chuyển gói tin, với nhiệm vụ
gửi gói tin giữa các IP router, sử dụng cơ chế hoán đổi nhãn tơng tự nh của ATM. Trong
MPLS, nhãn là một số có độ dài cố định và không phụ thuộc vào lớp mạng. Kĩ thuật
hoán đổi nhãn về bản chất là việc tìm nhãn của một gói tin trong một bảng các nhãn để
xác định tuyến của gói tin và nhãn mới của nó. Việc này đơn giản hơn nhiều so với việc
xử lý gói tin theo kiểu thông thờng, và do vậy cải thiện khả năng của thiết bị. Các router
sử dụng kĩ thuật này đợc gọi là LSR ( Label Switching Router ). Phần chức năng điều
khiển của MPLS bao gồm các giao thức định tuyến lớp mạng với nhiệm vụ phân phối
thông tin giữa các LSR, và thủ tục gán nhãn để chuyển thông tin định tuyến thành các
bảng định tuyến cho việc chuyển mạch. MPLS có thể hoạt động với các giao thức định
tuyến internet khác nhau nh OSPF ( Open Shortest Path First ) và BGP ( Border Gateway
Protocol ). Do MPLS hỗ trợ việc điều khiển lu lợng và cho phép thiết lập tuyến cố định,
việc đảm bảo chất lợng dịch vụ của các tuyến là hoàn toàn khả thi. Đây là một tính năng
vợt trội của MPLS so với các giao thức định tuyến cổ điển.
Lữ Văn Thắng, D2001 VT
8
Đồ án tốt nghiệp đại học Chơng I. Tổng quan về mạng NGN
Công nghệ MPLS cũng khiến việc quản lý mạng đợc dễ dàng hơn. Do MPLS quản
lý việc chuyển tin theo các luồng thông tin, các gói tin thuộc một FEC ( Forwarding
Equivalence Class ) có thể đợc xác định bởi giá trị của nhãn.
Tóm lại, MPLS là một công nghệ chuyển mạch IP có nhiều triển vọng. Với tính
chất của cơ cấu định tuyến của mình, MPLS có khả năng nâng cao chất lợng dịch vụ
mạng IP truyền thống. Bên cạnh đó, thông lợng của mạng sẽ đợc cải thiện một cách rõ
rệt. Tuy nhiên, độ tin cậy là một vấn đề thực tiễn có thể khiến việc triển khai MPLS trên

Mạng đa truy nhập sử dụng kỹ thuật ghép bớc sóng ( WDMA ) đợc chia làm hai
loại chính là: mạng WDMA đơn bớc ( hay còn gọi là các mạng WDMA quang hoá
hoàn toàn ) và mạng WDMA đa bớc.
Các mạng đa truy nhập phân chia sóng mang phụ. Mạng sử dụng kỹ thuật này đợc
chia làm hai loại là mạng đơn kênh và mạng đa kênh.
b) Mạng truy nhập vô tuyến
Kỹ thuật vô tuyến phát triển dựa trên kỹ thuật số tạo khả năng phát triển các dịch
vụ phi thoại, đa lại chất lợng tốt, dung lợng lớn, độ tin cậy và tính bảo mật cao.
Những loại hình thông tin vô tuyến phát triển mạnh nhất hiện nay là thông tin vô
tuyến cố định ( WLL - Wireless Local Loop ) và thông tin vô tuyến di động. Các kỹ
thuật truy nhập khác nhau là: TDMA và CDMA.
Xu hớng phát triển chính của kỹ thuật truy nhập vô tuyến trong tơng lai là ngày
càng nâng cao chất lợng truyền dẫn, dung lợng, độ tin cậy và có thể truyền đợc thoại và
các dịch vụ số băng rộng.
ứng dụng của kỹ thuật truy nhập vô tuyến WLL: truy nhập vô tuyến WLL rất linh
hoạt và có thể đợc sử dụng với các mục đích khác nhau:
- Triển khai nhanh chóng tại những nơi có địa hình hiểm trở, phức tạp; không có
khả năng lắp đặt tuyến cáp từ tổng đài tới thuê bao.
- Sử dụng tại những khu vực có dân c tha thớt, khoảng cách giữa thuê bao và tổng
đài lớn, địa hình phức tạp. Việc lắp đặt các tuyến cáp truy nhập tại những vùng này
có chi phí rất lớn và do đó truy nhập vô tuyến là giải pháp tốt nhất và hiệu quả
nhất. Giải pháp truy nhập vô tuyến WLL là điển hình ở khu vực nông thôn.
- Lắp đặt thuê bao nhanh chóng chỉ trong vòng vài ngày tại những thuê bao đặc
biệt.
- Cung cấp cho các sự kiện đặc biệt nh thể thao, triển lãm, ...
- WLL có những lợi thế hơn hẳn so với mạng truy nhập cáp đồng truyền thống ở
nhiều khía cạnh:
+ Lắp đặt triển khai nhanh chóng.
Lữ Văn Thắng, D2001 VT
10

song công, tất cả trên một đôi cáp. Tốc độ đờng truyền thực sự đối với ADSL là gần 1,6
Mbit/s để cung cấp tín hiệu điều khiển và tiêu đề. ADSL là công nghệ không sử dụng bộ
Lữ Văn Thắng, D2001 VT
11
Đồ án tốt nghiệp đại học Chơng I. Tổng quan về mạng NGN
lặp. Tính bất đối xứng của ADSL giới hạn những ứng dụng của nó trong một thị trờng
viễn thông nhất định, cụ thể là thị trờng dân c. ADSL đợc thiết kế để chuyển tải những
loại ứng dụng nhất định đến hộ thuê bao dân c, gồm có: Truyền hình giáo dục từ xa, Đa
phơng tiện, Số liệu tốc độ cao (tới 1,546 Mbit/s), Video giải trí quảng bá và phim theo
yêu cầu, ...
d) Xu hớng phát triển mạng truy nhập băng rộng
Trong mạng truy nhập băng rộng mục tiêu, tất cả các dịch vụ băng hẹp sẽ đợc kết
hợp vào cùng một đờng truy nhập nh là đối với các dịch vụ băng rộng, nhng trong quá
trình phát triển những dịch vụ này có thể đợc truy nhập riêng biệt. Ba cấu trúc cho
mạng truy nhập đợc sử dụng trong các doanh nghiệp là: truy nhập riêng biệt cho băng
rộng; truy nhập kiểu ghép kênh; truy nhập mục tiêu.
e) Truy nhập riêng biệt cho băng rộng
Theo phơng pháp này các dịch vụ băng rộng đợc đa tới khách hàng qua đờng truy
nhập riêng biệt tới tổng đài nội hạt ATM. Nh vậy sẽ không có sự ảnh hởng nào tới các
dịch vụ mạng hiện tại. Sử dụng kỹ thuật truy nhập riêng biệt tới mỗi một mạng tạo điều
kiện thuận lợi hơn cho nhà khai thác trong việc giới thiệu các dịch vụ băng rộng cho bất
cứ ai và bất cứ khi nào xuất hiện nhu cầu hoặc là khi có quyết định về mặt chính sách
trong việc cung cấp các dịch vụ. Nó cũng có thể đợc dựa trên các kỹ thuật sớm nhất của
ATM. Tuy nhiên, điều này sẽ dẫn tới việc phức tạp đa chủng loại của mạng.
Ưu điểm của phơng pháp này là chi phí ban đầu thấp; khả năng tạo ra lợi nhuận
sớm; không bị ảnh hởng bởi mạng truy nhập băng hẹp; cho phép sớm giới thiệu ATM
đầu cuối - đầu cuối ( end - to - end ATM connectivity ).
Tuy nhiên nó cũng có một số nhợc điểm nh sự kết hợp giữa các dịch vụ mới và
các dịch vụ đang tồn tại là khó khăn, việc vận hành và bảo dỡng mạng phức tạp.
f) Hệ thống truy nhập kiểu ghép kênh

lý ảnh, xử lý tín hiệu, các ứng dụng phần mềm xử lý ngày càng phong phú và sự kết
hợp giữa công nghiệp viễn thông và tin học ngày càng tăng. Do đó cần thiết phải tạo ra
một mạng mềm dẻo nhằm đáp ứng nhu cầu của các đối tợng sử dụng lẫn các nhà khai thác.
Khi mạng có dung lợng đủ lớn để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng nhanh của
khách hàng thì phạm vi các loại hình dịch vụ mà nó có thể hỗ trợ cũng tăng lên.
ITU - T phân tích các dịch vụ băng rộng làm hai loại đó là các loại dịch vụ tơng
tác và các dịch vụ phân bố:
Lữ Văn Thắng, D2001 VT
13
Đồ án tốt nghiệp đại học Chơng I. Tổng quan về mạng NGN
Các dịch vụ tơng tác
Các dịch vụ phân bố
Một cách khác nữa để phân chia các loại dịch vụ băng rộng, đó là:
Các dịch vụ phục vụ cho việc kinh doanh
Các dịch vụ thông thờng phục vụ cho các hộ thuê bao
Bảng 1.1 Các ứng dụng có triển vọng trong tơng lai khi triển khai mạng băng rộng
Các dịch vụ
phục vụ kinh doanh
Các dịch vụ thông thờng
phục vụ các hộ thuê bao
Dịch vụ truyền hình ảnh tốc độ cao Dịch vụ phân bố tín hiệu video
Tự động thiết kế (CAD/CAM/CAE) Dịch vụ quảng bá TV/HDTV
T vấn, chiếu chụp y khoa Dịch vụ quảng bá giáo dục từ xa
Chế bản, xử lý ảnh Các dịch vụ video trả tiền theo lần xem
Trao đổi các hình ảnh đồ hoạ có độ
phân giải cao
Dịch vụ video theo yêu cầu
Dịch vụ quảng cáo, chào hàng qua video
Mua hàng từ xa
Đa phơng tiện tơng tác

170 ì 128
2 - 5
Điện thoại thấy hình
tốc độ cơ bản
56 - 128
Kbit/s
P ì 64 176 ì 144
5 - 10
Truyền hình hội
nghị
384
Kbit/s
P ì 64 352 ì 288
15 - 30
Đa phơng tiện tơng
tác
1 - 2
Mbit/s
MPEG
Tối đa 252 ì 288
15 - 30
NTSC số
3 - 10
Mbit/s
NTSC
720 ì 480
30
Truyền hình phân
giải cao
> 15

3
10
2
10
1
10
0
Đo lường
từ xa
Truyền hình chất
lượng cao
Truyền số liệu
tốc độ cao
Thoại
Đo lường
từ xa
Thời gian đấu nối (giây)
Tốc độ truyền dẫn (bit)
Lữ Văn Thắng, D2001 VT
15
Hình 1.3 Tốc độ bit và thời gian chiếm kênh của các dịch vụ băng rộng