Cấu trúc vật lý của NGN

Xét về mặt kiến trúc thì mạng NGN có thể được chia ra làm bốn lớp chức năng như sau:

Cấu trúc lớp mạng NGN

Cấu trúc mạng NGN bao gồm 5 lớp chức năng: lớp truy nhập dịch vụ (service access layer), lớp chuyển tải dịch vụ (service transport/core layer), lớp điều khiển (control layer), lớp ứng dụng/dịch vụ (application/service layer) và lớp quản lý (management layer). Hình 1 thể hiện cấu trúc của NGN.

Lớp ứng dụng/dịch vụ: Lớp ứng dụng và dịch vụ cung cấp các ứng dụng và dịch vụ như dịch vụ mạng thông minh IN (Intelligent network), trả tiền trước, dịch vụ giá trị gia tăng Internet cho khách hàng thông qua lớp điều khiển... Hệ thống ứng dụng và dịch vụ mạng này liên kết với lớp điều khiển thông qua các giao diện mở API. Nhờ giao diện mở này mà nhà cung cấp dịch vụ có thể phát triển các ứng dụng và triển khai nhanh chóng các dịch vụ trên mạng. Trong môi trường phát triển cạnh tranh sẽ có rất nhiều thành phần tham gia kinh doanh trong lớp này.

Lớp điều khiển: Lớp điều khiển bao gồm các hệ thống điều khiển kết nối cuộc gọi giữa các thuê bao thông qua việc điều khiển các thiết bị chuyển mạch (ATM+IP) của lớp chuyển tải và các thiết bị truy nhập của lớp truy nhập. Lớp điều khiển có chức năng kết nối cuộc gọi thuê bao với lớp ứng dụng/dịch vụ. Các chức năng như quản lý, chăm sóc khách hàng, tính cước cũng được tích hợp trong lớp điều khiển.

Lớp chuyển tải dịch vụ: Bao gồm các nút chuyển mạch (ATM+IP) và các hệ thống truyền dẫn (SDH, WDM), thực hiện chức năng chuyển mạch, định tuyến các cuộc gọi giữa các thuê bao của lớp truy nhập dưới sự điều khiển của thiết bị điều khiển cuộc gọi thuộc lớp điều khiển. Hiện nay đang còn nhiều tranh cãi khi sử dụng ATM hay MPLS cho lớp chuyển tải này.

Lớp truy nhập dịch vụ : Bao gồm các thiết bị truy nhập cung cấp các cổng kết nối với thiết bị đầu cuối thuê bao qua hệ thống mạng ngoại vi cáp đồng, hoặc cáp quang, hoặc thông qua môi trường vô tuyến (thông tin di động, vệ tinh, truy nhập vô tuyến cố định...)Lớp quản lý: Đây là lớp đặc biệt xuyên suốt các lớp trên. Các chức năng quản lý được chú trọng là: quản lý mạng, quản lý dịch vụ, quản lý kinh doanh.

Mô hình kiến trúc mạng NGN

+ Lớp truyền tải: Chức năng cơ bản của lớp truyền tải là xử lý, chuyển vận gói tin. Lớp này bao gồm các thiết bị đảm nhiệm đóng mở gói, định tuy'n, chuyển gói tin d−ới sự điều khiển của lớp Điều khiển và báo hiệu cuộc gọi (Call Control and Signaling Plane).

Lớp truyền tải được phân chia làm ba miền con

- Miền truyền tải thông tin theo giao thức IP Miền này bao gồm:

+ Mạng truyền dẫn backbone.

+ Các thiết bị mạng như : Router, Switch. + Các thiết bị cung cấp cơ chế QoS. - Miền liên kết mạng:

Miền liên kết mạng với nhiệm vụ chính nhận các dữ liệu đ'n, chuyển đổi khuôn dạng dữ liệu cho phù hợp để thông tin có thể truyền thông một cách trong suốt trên toàn bộ mạng. Trong miền này là tập hợp các Gateway như Signaling Gateway, Media Gateway, trong đó, Signaling Gateway thực hiện chức năng cầu nối giữa mạng PSTN và mạng IP và ti'n hành phiên dịch thông tin báo hiệu giữa hai mạng này. Media Gateway thực hiện quá trình chuyển đổi khuôn dạng dữ liệu giữa các môi tr−ờng truyền thông khác nhau.

- Miền truy nhập không dựa trên giao thức IP

Trong miền này bao gồm các thiết bị truy cập cung cấp các cổng kết nối cho thiết bị đầu cuối thuê bao. cung cấp các dịch vụ như POTS, IP, VoIP, ATM FR, xDSL, X25, IP-VPN.

+ Lớp điều khiển và báo hiệu cuộc gọi: Đây là lớp trung tâm của hệ thống thực thi quá trình điều khiển, giám sát và xử lý cuộc gọi nhằm cung cấp các dịch vụ thông suốt từ đầu cuối đ'n đầu cuối (end-toend) với bất cứ loại giao thức và báo hiệu nào. Thực thi quá trình giám sát các kết nối cuộc gọi giữa các thuê bao thông qua việc điều khiển các thành phần của lớp truyền tải -Transport Plane. Quá trình xử lý và báo hiệu cuộc gọi về bản chất có nghĩa là xử lý các yêu cầu của thuê bao về việc thiết lập và huỷ bỏ cuộc gọi thông qua các bản tin báo hiệu. Lớp này còn có chức năng kết nối cuộc gọi thuê bao với lớp ứng dụng và dịch vụ - Service and Application Plane. Các chức năng này sẽ được thực thi thông qua các thiết bị như Media Gateway Controller ( hay Call Agent hay Call Controller ), các SIP Server hay Gatekeeper.

+ Lớp ứng dụng và dịch vụ: Lớp ứng dụng và dịch vụ là lớp cung cấp các ứng dụng và dịch vụ mạng thông minh IN - Intelligent Networks, các dịch vụ giá trị gia tăng... . Lớp này liên kết với lớp điều khiển và báo hiệu thông qua các giao diện lập trình mở API - Application Programing Interface. Cũng chính nhờ đó mà việc cập nhật, tạo mới và triển khai ứng dụng, dịch vụ mạng trở nên vô cùng nhanh chóng và hiệu quả. Trên lớp này sử dụng các thiết bị như Application Server, Feature Server. Lớp này cúng có thể thực thi việc điều khiển những thành phần đặc biệt như Media Server, một thiết bị được bi't đ'n với tập các chức năng như conferencing, IVR, xử lý tone ...

+ Lớp quản lý: Lớp quản lý mạng có nhiệm vụ cung cấp các chức năng như giám sát các dịch vụ và khách hàng, tính cước và các tác vụ quản lý mạng khác. Nó có thể tương tác với

bất kỳ hoặc cả ba lớp còn lại thông qua các chuẩn công nghiệp ví dụ như SNMP hoặc các chuẩn riêng và các APIs - giao diện lập trình mở.

Dựa vào mô hình mạng NGN ở trên, Chuyển mạch mềm Softswitch phải thực hiện các chức năng sau :

- Trung tâm báo hiệu và điều khiển cuộc gọi trong toàn mạng, quản lí và điều khiển các loại gateway truy nhập mạng, hoạt động theo tất cả các loại giao thức báo hiệu từ H323, SIP đ'n MGCP/MEGACO.

- Giao tiếp với báo hiệu của mạng PSTN (chủ yếu là kết nối với mạng báo hiệu SS7) và liên kết với hệ thống Softswitch khác.

- Tạo ra các môi trường lập trình mở để cho ph p các hãng thứ ba dễ dàng tích hợp và phát triển ứng dụng (trên nền IP)và kết nối với các môi trường cung cấp dịch vụ đã có sẵn (ví dụ IN).