Bài giảng Hệ thống viễn thông - Chương 5 Mạng thế hệ mới NGN

Chương 5 MẠNG THẾ HỆ MỚI NGN (NEXT GENERATION NETWORK) 1 Nhu cầu tiến hóa của mạng 2 SONET Transport TDM Access Circuit Switching SONET Transport Frame/ Cell Access ATM Switching SONET Transport IP Access IP Routing/Sw. Internet ATM, FR PSTN Transport SONET Optical Access IP ATM FR TDM Switching ATM SVCs IP MPLS SS7 Maïng hieän taïi Maïng theá heä sau (NGN) .. Sự hội tụ giữa các mạng 3 Maïng loõi IP Hieän taïi Caùc maïng dòch vuï rieâng leû Töông lai Maïng ña dòch vuï Dòch vuï PSTN/ISDN Cellular PLMN CATV Lieân maïng treân cô sôû IP Ñieàu khieån vaø quaûn lyù caùc dòch vuï truy nhaäp Content Caùc maïng truy nhaäp, truyeàn daãn, chuyeån maïch rieâng leû Media Gateway Wireline Access Wireless Access Cable Access Data/IP Network 4NỘI DUNG 5.1 Sự phát triển từ PSTN lên mạng NGN 5.2 Cấu trúc mạng NGN 5.3 Các dịch vụ NGN 5CHƯƠNG 5: MẠNG NGN (NEXT GENERATION NETWORK) 5.1 Sự phát triển từ PSTN lên mạng NGN 5.2 Cấu trúc mạng NGN 5.3 Các dịch vụ NGN 6SỰ PHÁT TRIỂN TỪ PSTN LÊN MẠNG NGN Mạng PSTN hiện tại 7SỰ PHÁT TRIỂN TỪ PSTN LÊN MẠNG NGN Phát triển lên NGN 8SỰ PHÁT TRIỂN TỪ PSTN LÊN MẠNG NGN Các mạng dịch vụ khác 9SỰ PHÁT TRIỂN TỪ PSTN LÊN MẠNG NGN • Con đường phát triển hiện tại: tạo ra một mạng chuyển mạch gói bên cạnh PSTN để hỗ trợ voice và data • Mạng chuyển mạch gói truyền thông được với PSTN nhờ sử dụng báo hiệu SS7 • Truyền dẫn quang DWDM, PON (Passive Optical Network) sẽ là xu thế phát triển của tương lai 10 SỰ PHÁT TRIỂN TỪ PSTN LÊN MẠNG NGN • DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing) • Tín hiệu được truyền dưới dạng ánh sáng qua sợi quang 11 SỰ PHÁT TRIỂN TỪ PSTN LÊN MẠNG NGN • TDM (Time Division Multiplexing) là phương pháp kết hợp nhiều luồng dữ liệu độc lập thành một nguồn dữ liệu đơn bằng cách hợp nhất các tín hiệu này thành một dãy xác định . • Trong các mạng viễn thông hiện đại tín hiệu TDM được chuyển từ tín hiệu điện sang tín hiệu quang 12 SỰ PHÁT TRIỂN TỪ PSTN LÊN MẠNG NGN • WDM kết hợp nhiều luồng dữ liệu quang TDM trên cùng một sợi quang sử dụng nhiều bước sóng ánh sáng • Mỗi luồng dữ liệu TDM được gửi bởi một laser phát ánh sáng với bước sóng cố định 13 SỰ PHÁT TRIỂN TỪ PSTN LÊN MẠNG NGN • Hệ thống WDM thụ động được triển khai có 2, 4, 8, 12, 16 kênh. Khoảng cách giới hạn của kỹ thuật này là dưới 100 km. • DWDM: trên 128 kênh. Khoảng cách: vài nghìn km 14 CẤU TRÚC MẠNG NGN • Cấu trúc mạng NGN gồm các lớp chức năng: • Lớp kết nối (Access + Transport /Core) • Lớp trung gian hay lớp truyền thông (Media) • Lớp điều khiển (Control) • Lớp quản lý (Management) • Lớp điều khiển hiện nay rất phức tạp với nhiều loại giao thức 15 CẤU TRÚC MẠNG NGN • Mô hình phân lớp chức năng của mạng NGN Cấu trúc mạng thế hệ sau (góc độ mạng) 16 CẤU TRÚC MẠNG NGN Cấu trúc mạng thế hệ sau (góc độ dịch vụ) 17 CẤU TRÚC MẠNG NGN Cấu trúc luận lý của mạng NGN 18 CẤU TRÚC MẠNG NGN • NGN sử dụng chuyển mạch gói cho cả thoại và dữ liệu • Xử lý cuộc gọi dựa vào chuyển mạch mềm (softswitch) hay Media Gateway Controller (bộ điều khiển cổng truyền thông) hay Call Agent (tác nhân cuộc gọi) • Lớp truyền thông: Media Gateway dùng để phối ghép với thiết bị đầu cuối của khách hàng RGW (Residental Gateway) hoặc với mạng truy nhập (Access Gateway) hoặc với mạng PSTN (Trunk Access) 19 CẤU TRÚC MẠNG NGN Lớp truy nhập và truyền dẫn o Phần truyền dẫn: Lớp vật lý: truyền dẫn quang với kỹ thuật DWDM Lớp 2 và lớp 3: • Truyền dẫn trên mạng lõi (core network) dựa vào kỹ thuật gói cho tất cả các dịch vụ với QoS tùy theo yêu cầu cho từng loại dịch vụ • ATM hay IP/MPLS được dùng để làm nền cho truyền dẫn để đảm bảo QoS 20 CẤU TRÚC MẠNG NGN Lớp truy nhập và truyền dẫn o Phần truyền dẫn: Thành phần: các nút chuyển mạch/Router, các chuyển mạch kênh của mạng PSTN, các hệ thống chuyển mạch, hệ thống định tuyến cuộc gọi Chức năng: truyền dẫn và chuyển mạch. Lớp truyền dẫn có thể hỗ trợ các mức QoS khác nhau, lưu trữ lại sự kiện xảy ra trên mạng (kích thước gói, tốc độ gói, độ trì hoãn, tỉ lệ mất gói.) 21 CẤU TRÚC MẠNG NGN Lớp truy nhập và truyền dẫn o Phần truy nhập: Lớp vật lý: Hữu tuyến: cáp đồng, xDSL. Tương lai: DWDM, PON Vô tuyến: thông tin di động (GSM, CDMA,...) Lớp 2 và lớp 3: công nghệ IP sẽ làm nền cho mạng truy nhập Thành phần: các thiết bị truy nhập (giao diện để kết nối các thiết bị đầu cuối vào mạng), các thiết bị truy nhập tích hợp IAD Chức năng: cung cấp kết nối giữa thuê bao đầu cuối và mạng truyền dẫn 22 CẤU TRÚC MẠNG NGN Lớp truyền thông o Thành phần: các cổng truyền thông MG (Media Gateway) bao gồm  Các cổng truy nhập: AG (Access Gateway) kết nối giữa mạng lõi với mạng truy nhập, RG (Residential Gateway) kết nối giữa mạng lõi với thuê bao mạng nhà  Các cổng giao tiếp: TG (Trunking Gateway) kết nối giữa mạng lõi với mạng PSTN/ISDN, WG (Wireless Gateway) kết nối giữa mạng lõi với mạng di động o Chức năng: có khả năng tương thích với các kỹ thuật truy nhập khác với kỹ thuật chuyển mạch gói IP hay ATM (Chuyển đổi các loại môi trường (PSTN, vô tuyến, LAN,) sang môi trường truyền dẫn gói trên mạng lõi và ngược lại 23 CẤU TRÚC MẠNG NGN Lớp điều khiển oThành phần:gồm các hệ thống điều khiển mà thành phần chính là softswitch được kết nối với các thành phần khác để kết nối cuộc gọi hay quản lý địa chỉ IP như: SGW (Signaling Gateway) MS (Media Server) Feature Server AS (Application Server) 24 CẤU TRÚC MẠNG NGN Các thành phần của softswitch M a ïn g I P M a ïn g k h a ùc M G C / c a l l A g e n t M e d i a S e r v e r M e d ia g a t e w a y S i g n a l i n g G a t e w a y F e a t u r e S e r v e r M a ïn g v ie ãn t h o ân g S S 7 S o f t s w i t c h IB M C o m p a t ib le 1 2 3 4 5 6 7 8 9 * 8 # 25 CẤU TRÚC MẠNG NGN Lớp điều khiển oChức năng: 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. 26 CẤU TRÚC MẠNG NGN Lớp ứng dụng oThành phần: gồm các nút thực thi dịch vụ SEN (Service Execution Node), thực chất là các server dịch vụ cung cấp ứng dụng cho khách hàng oChức năng: cung cấp các dịch vụ băng thông khác nhau và ở nhiều mức độ 27 CẤU TRÚC MẠNG NGN Lớp quản lý oLà một lớp đặc biệt xuyên suốt từ lớp kết nối cho đến lớp ứng dụng oTại lớp quản lý có thể triển khai kế hoạch xây dựng mạng giám sát viễn thông TMN, như một mạng riêng theo dõi và điều phối các thành phần mạng viễn thông đang hoạt động 28 CẤU TRÚC MẠNG NGN Sơ đồ các thực thể chức năng của mạng NGN Các thực thể chức năng trong NGN 29 CẤU TRÚC MẠNG NGN Các thực thể chức năng trong NGN AS-F: Application Server Function MS-F: Media Server Function MGC-F: Media Gateway Control Function CA-F: Call Agent Function IW-F: Interworking Function R-F: Routing Function A-F: Accounting Function SG-F: Signaling Gateway Function MG-F: Media Gateway Function 30 CẤU TRÚC MẠNG NGN Nhiệm vụ: AS-F: cung cấp các logic dịch vụ và thi hành một hay nhiều các ứng dụng/dịch vụ MS-F: cung cấp các dịch vụ tăng cường cho xử lý cuộc gọi. Nó hoạt động như một server để xử lý các yêu cầu từ AS-F hoặc MGC-F MGC-F: cung cấp logic cuộc gọi và tín hiệu báo hiệu xử lý cuộc gọi cho một hay nhiều Media Gateway 31 CẤU TRÚC MẠNG NGN Nhiệm vụ: CA-F: là một phần chức năng của MGC-F. Nó được kích hoạt khi MGC-F thực hiện việc điều khiển cuộc gọi IW-F: là một phần chức năng của MGC-F. Nó được kích hoạt khi MGC-F thực hiện các báo hiệu giữa các mạng báo hiệu khác nhau R-F: cung cấp các thông tin định tuyến cho MGC-F 32 CẤU TRÚC MẠNG NGN Nhiệm vụ: A-F: cung cấp thông tin dùng cho việc tính cước SG-F: dùng để chuyển các thông tin báo hiệu của mạng PSTN sang mạng IP MG-F: dùng để chuyển thông tin từ dạng truyền dẫn này sang dạng truyền dẫn khác 33 CẤU TRÚC MẠNG NGN Cấu trúc vật lý 34 CẤU TRÚC MẠNG NGN Các thành phần chính 1. Media Gateway 2. Media Gateway Controller (MGC-Call Agent – Softswitch) 3. Signaling Gateway (SG) 4. Application Server (Feature Server) Chức năng của các thành phần này (sinh viên tự tìm hiểu) 35 CHƯƠNG 4: MẠNG NGN (NEXT GENERATION NETWORK) 4.1 Sự phát triển từ PSTN lên mạng NGN 4.2 Cấu trúc mạng NGN 4.3 Các dịch vụ trong NGN (SV tự tìm hiểu)