khả năng áp dụng giải pháp hội tụ mạng cố định - di động vào Việt Nam

MỤC LỤC

Chương 1.........................................................................................................................................................15

XU THẾ PHÁT TRIỂN CỦA MẠNG VÀ DỊCH VỤ ..............................................................................15

VIỄN THÔNG................................................................................................................................................15

2.4.2. Bảo mật..................................................................................................................................52

2.4.3. Truyền tải...............................................................................................................................52

2.4.4. Ứng dụng Diameter NAS.......................................................................................................52

2.4.5. Ứng dụng Diameter................................................................................................................53

2.4.6. Loại nút Diameter và vai trò của chúng.................................................................................53

2.4.7. Ưu điểm của Diameter so với Radius....................................................................................54

2.4.8. Các vấn đề đối với Diameter.................................................................................................57

5.2.5. Dịch vụ và ứng dụng...........................................................................................................113

5.2.6. Tính cước và quản lý...........................................................................................................121

6.2. PHƯƠNG ÁN TÍCH HỢP MẠNG CỐ ĐỊNH-DI ĐỘNG CHO MẠNG VIỄN THÔNG CỦA VIỆT

NAM GIAI ĐOẠN TỪ NAY ĐẾN 2010 .....................................................................................................132

6.2.6. Phương án phát triển mạng di động....................................................................................149

6.2.7. Cấu hình mạng hội tụ..........................................................................................................152

1

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

Từ viết tắt Nghĩa tiếng Anh Nghĩa tiếng Việt

AAA

Authentication, Authorization,

Accounting

Xác thực, cấp phép, thanh

toán

AAL ATM Adaptation Layer Lớp thích nghi ATM

AES Advanced Encryption Standard Chuẩn mã hoá AES

AF Assured Forwarding Dịch vụ AF

AHAG Ad Hoc Authentication Group

Nhóm xây dựng chuẩn

AHAG

AKA Authentication and Key Agreement

Xác thực và thoả thuận

khoá

AMF Authentication Management Field Trường quản lý xác thực

ANSI

American National Standards

Institute Tổ chức tiêu chuẩn ANSI

APN Access Point Name Tên điểm truy nhập

ARIB

Association of Radio Industries and

Business Liên minh ARIB

ARP Address Resolution Protocol

Giao thức xác định địa chỉ

ARP

ARPU Average Revenue Per User

Doanh thu trung bình trên

mỗi thuê bao

AUTN Authentication Token Thẻ bài xác thực

AVP Attribute Value Pair Cặp thuộc tính giá trị

BGCF Breakout Gateway Control Function

Chức năng điều khiển

gateway ngõ ra

BSSAP Base Station System Application Part

CAMEL

Customized Applications for Mobile

Enhanced Logic CAMEL

CAP CAMEL Application Part CAP

2

CAVE

Cellular Authentication and Voice

Encryption

Xác thực và mã hoá thoại

cho mạng tế bào

CDMA Code Division Multiple Access CDMA

CDR Call Detail Record

Bản ghi thông tin cuộc

gọi

CFN Connection Frame Number

CHAP

Challenge Handshake Authentication

Protocol Giao thức xác thực CHAP

CKSN Cipher Key Sequence Number Số thứ tự CK

CM Connection Management Quản lý kết nối

CMEA

Cellular Message Encryption

Algorithm

Thuật toán mã hoá bản tin

trong mạng tế bào

CMS Cryptographic Message Syntax Cú pháp bản tin mã hoá

CQM Core QoS Manager Quản lý QoS lõi

CSCF Call State Control Function

Chức năng điều khiển

trạng thái cuộc gọi

Call Session Control Function

Chức năng điều khiển

phiên cuộc gọi

CSE CAMEL Service Environment

Môi trường dịch vụ

CAMEL

CSM Communication Session Manager Quản lý phiên thông tin

CS-MGW Circuit Switched Media Gateway

Gateway thoại với mạng

chuyển mạch kênh

CVSE

Critical Vendor/Organization Specific

Extension

CWTS

China Wireless Telecommunication

Standard

Chuẩn không dây của

Trung Quốc

DECT

Digital European Cordless

Telecommunications

Chuẩn điện thoại không

dây DECT

DHCP Dynamic Host Configuration Protocol Giao thức DHCP

3

Diff-Serv Differentiated Service Dịch vụ DiffServ

DoS Denial of Service Tấn công từ chối dịch vụ

DRS Data Ready to Send

DSCP Differentiated Service Code Point Mã DiffServ

DSI Dynamic Subscriber Information Thông tin thuê bao động

DSNP Dynamic SLS Negotiation Protocol

Giao thức thoả thuận SLS

động

DSS Digital Signature Standard

Chuẩn chữ ký điện tử

DSS

ECMEA

Enhanced Cellular Message

Encryption Algorithm

Thuật toán mã hoá

ECMEA

EDGE

Enhanced Data Rates for Global

GSM Evolution EDGE

ESA Enhanced Subscriber Authentication

Xác thực thuê bao nâng

cao

ESN Electronic Serial Number

FQDN Fully Qualified Domain Name Tên miền đầy đủ

GEA GPRS Encryption Algorithm Thuật toán mã hoá GPRS

GERAN GSM EDGE Radio Access Network

Mạng truy nhập vô tuyến

EDGE

GFA Gateway Foreign Agent

GHDM General Handoff Direction Message

GLM Geographical Location Manager Quản lý vị trí địa lý

GMM GPRS Mobility Management Quản lý di động GPRS

GRE Generic Routing Encapsulation

GSCF GPRS Service Control Function

Chức năng điều khiển

dịch vụ GPRS

GTP GPRS Tunneling Protocol

Giao thức đường hầm

GPRS

HAA Home-Agent-MIP-Answer

4

HAR Home-Agent-MIP-Request

HAWAII

Handoff-Aware Wireless Access

Internet Infrastructure

HFN Hyper Frame Number

HMM Home Mobility Manager

Hệ thống quản lý di động

tại mạng chủ

HSS Home Subscriber Server

CSDL thuê bao tại mạng

chủ

IAB Internet Architecture Board Tổ chức IAB

IAPP Inter Access Point Protocol

ICMP Internet Control Message Protocol

Giao thức bản tin điều

khiển Internet ICMP

I-CSCF

Interrogating Call State Control

Function

ICV Integrity Check Value

Giá trị kiểm tra tính toàn

vẹn

IESG Internet Engineering Steering Group Nhóm IESG

IKE Internet Key Exchange

Trao đổi khoá toàn vẹn số

liệu

IMEI

International Mobile Station

Equipment Identity Số IMEI

IM-MGW IP Multimedia Media Gateway Gateway phương tiện IP

IMSI

International Mobile Subscriber

Identity Số IIMSI

IPHC IP Header Compression Nén mào đầu IP

ISAKMP

Internet Security Association and Key

Management Protocol

Giao thức thiết lập liên

kết an ninh và quản lý

khoá

ISM Industrial, Scientific, and Medical

KAC Key Administration Center Trung tâm quản trị khoá

5

KDC Key Distribution Center

Trung tâm phân phối

khoá

KSI Key Set Identifier Định danh bộ khoá

L2TP Layer-2 Tunneling Protocol

Giao thức đường hầm lớp

2

LDAP

Lightweight Directory Access

Protocol

Giao thức truy nhập thông

tin LDAP

LEC Local Exchange Carrier LEC

LNS L2TP Network Server Server mạng L2TP

MAPsec MAP Security MAP bảo mật

MD5 Message Digest 5 Thuật toán MD5

MEK MAP Encryption Key Khoá mã hoá MAP

MGCF Media Gateway Control Function

Chức năng điều khiển

gateway phương tiện

MRC Multimedia Resource Controller

Bộ điều khiển tài nguyên

đa phương tiện

MRF Multimedia Resource Function

Chức năng tài nguyên đa

phương tiện

MRFP

Multimedia Resource Function

Processor

Bộ xử lý chức năng tài

nguyên đa phương tiện

MSIN

Mobile Subscriber Identification

Number

Số định danh thuê bao di

động

MSISDN Mobile Subscriber ISDN Number

Số ISDN của thuê bao di

động

MWIF Mobile Wireless Internet Forum Diễn đàn MWIF

NANP North American Numbering Plan Kế hoạch đánh số bắc Mỹ

NAT Network Address Translator

Bộ chuyển đổi địa chỉ

mạng

NMSI National Mobile Subscriber Identity

Định danh thuê bao di

động quốc gia

6

NPDB Number Portability Database

CSDL số điện thoại khả

chuyển

NSAPI

Network-Layer Service Access Point

Identifier

Điểm truy nhập dịch vụ

mạng

OSPF Open Shortest Path Protocol

Giao thức định tuyến

OSPF

OTASP Over-The-Air Service Provisioning

PACS

Personal Access Communications

System

Hệ thống thông tin truy

nhập cá nhân

PAP Password Authentication Protocol

Giao thức xác thực mật

khẩu PAP

P-CSCF Proxy Call State Control Function Proxy CSCF

PDCP Packet Data Convergence Protocol Gioa thức PDCP

PDE Position Determining Entity

PHB Per-Hop Behavior Dịch vụ PHB

PHS Personal Handyphone System Hệ thống vô tuyến PHS

PKC Public Key Certificate

Chứng nhận khoá công

cộng

PLCM Private Long Code Mask

P-MIP Paging in Mobile IP Gửi tin trong IP di động

PMM Packet Mobility Management Quản lý di động

P-TMSI Packet TMSI

PZID Packet Zone ID

RAB Radio Access Bearer

Kênh mang truy nhập vô

tuyến

RADIUS

Remote Authentication Dial In User

Service

Giao thức xác thực

RADIUS

RAI Routing Area Identifier

Định danh vùng định

tuyến

RANAP Radio Access Network Application

7

Part

RAU Routing Area Update

ROHC Robust Header Compression Nén mào đầu

RSA Rivest, Shamir, Adleman Thuật toán RSA

SAD Security Association Database CSDL liên kết an ninh

SBLP Service Based Local Policy

Chính sách nội bộ dựa

trên dịch vụ

S-CSCF Serving Call State Control Function SCSC phục vụ

SDO Standards Development Organization

Tổ chức xây dựng tiêu

chuẩn

SMEKEY Signaling Message Encryption Key

Khoá mã hoá bản tin báo

hiệu

SPI Security Parameter Index Chỉ số tham số an ninh

SRNS Serving Radio Network Subsystem

TACS

Total Access Communications

Services

TCA Traffic Conditioning Agreement

Thoả thuận kiểm soát lưu

lượng

TCAP

Transaction Capabilities Application

Part TCAP

TMSI

Temporary Mobile Subscriber

Identity

Định danh thuê bao di

động tạm thời

TRIP Telephony Routing over IP Protocol

Định tuyến thoại qua giao

thức IP

UHDM Universal Handoff Direction Message

Bản tin hướng chuyển

vùng

UIM User Identity Module UIM

URA UTRAN Registration Area Vùng đăng ký UTRAN

USIM UMTS Subscriber Identity Module

Universal Subscriber Identity Module

8

VAS Value-Added Service Dịch vụ giá trị gia tăng

9

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Hình 1-1 - Lộ trình triển khai dịch vụ trên mạng Viễn thông Việt nam..................

Hình 2-1 - Kiến trúc mạng hội tụ............................................................................

Hình 2-2 - Kiến trúc mạng NGN (nguồn ETSI 2005).............................................

Hình 2-3 - Lộ trình chuẩn hoá của 3GPP (nguồn ETSI-TISPAN 2005).................

Hình 2-4 - Lộ trình xây dựng tiêu chuẩn NGN của ETSI – TISPAN.....................

Hình 2-6 - Sử dụng SIP-T cho báo hiệu liên MGC.................................................

Hình 2-7 - Tương tác các profile của SIP................................................................

Hình 3-1 - Kiến trúc IMS của 3GPP (nguồn 3GPP, ETSI-TISPAN)......................

Hình 3-2 - Core IMS trong phiên bản NGN release 1 ............................................

Hình 3-3 - Kiến trúc IMS của 3GPP2.....................................................................

Hình 4-1 - Kiến trúc QoS cho UMTS.....................................................................

Hình 4-2 - Kiến trúc phần điều khiển truy nhập và sử dụng tài nguyên RACS......

Hình 4-3 - Kiến trúc QoS toàn trình của 3GPP2.....................................................

Hình 4-4 - Quản lý QoS trong mặt phẳng người sử dụng và mặt phẳng điều

khiển........................................................................................................................

Hình 4-5 - An ninh mạng NGN...............................................................................

Hình 4-6 - Chức năng của gateway an ninh............................................................

Hình 4-7 - Kiến trúc an ninh của 3GPP...................................................................

Hình 4-8 - Kiến trúc an ninh IMS của 3GPP2.........................................................

Hình 5-1- Giải pháp FMC dựa trên SIP..................................................................

Hình 5-2 - Gửi và nhận các bản tin PATH và RESV..............................................

10

Hình 5- 3 - Mối quan hệ trong mô hình cung cấp dịch vụ mới NGN.....................

Hình 6-1 - Cấu hình kết nối NGN (VNPT, 2006)...................................................

Hình 6-2 - Các bước chuyển đổi trong kịch bản thứ nhất.......................................

Hình 6-3 - Các bước triển khai trong kịch bản thứ 2...............................................

Hình 6-4 - Các bước triển khai trong kịch bản thứ 3...............................................

Hình 6-6 - Chuyển đổi phần mạng lõi chuyển mạch kênh sang chuyển mạch

IP..............................................................................................................................

Hình 6-7- Bổ sung chức năng điều khiển phiên vào lớp điều khiển mạng.............

Hình 6-8 - Mạng tuân thủ IMS................................................................................

Hình 6-9 - Cấu hình mạng hội tụ với mỗi công ty vận hành một vùng IMS

riêng biệt..................................................................................................................

Hình 6-10 - Cấu hình mạng hội tụ với hai vùng IMS..............................................

11

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1-1 - Mật độ thuê bao băng rộng (%) phân chia theo công nghệ truy

nhập tại một số nước trên thế giới ..........................................................................

Bảng 1-2 - Thứ tự các quốc gia theo mật độ thuê bao băng rộng ..........................

Bảng 2-1 - Các bản tin Yêu cầu của SIP.................................................................

Bảng 2-2 - Các loại bản tin đáp ứng của SIP...........................................................

Bảng 5-1 - Các trường hợp hoạt động liên vận giữa các mạng trong quá trình

chuyển đổi lên mạng hội tụ.....................................................................................

Bảng 5-2 - Bảng phân loại dịch vụ NGN................................................................

Bảng 6 -1 - Tổng dung lượng Internet quốc tế của Việt Nam.................................

Bảng 6-2 - Tình hình phát triển thuê bao Internet của các ISP(VNNIC￾11/2005)...................................................................................................................

Bảng 6-3 - Tỷ trọng dịch vụ VoIP quốc tế giữa các nhà khai thác hiện tại tại

Việt Nam.................................................................................................................

12

LỜI NÓI ĐẦU

Hiện nay, mạng viễn thông Việt Nam phân chia khá rõ rệt thành hai mảng

tách biệt: viễn thông cho thuê bao di động và cho thuê bao cố định. Để cung

cấp dịch vụ cho hai nhóm thuê bao này các nhà cung cấp dịch vụ sử dụng

kiến trúc mạng khác nhau, phần tử thiết bị mạng khác nhau, cũng như mô

hình kinh doanh và thậm chí cơ cấu tổ chức khác nhau.

Sự phân chia tách biệt này là chấp nhận được chừng nào hai thị truờng di

động và cố định đều phát triển mạnh. Tuy nhiên thời gian gần đây, dưới áp

lực cạnh tranh gia tăng, doanh thu bình quân trên thuê bao (ARPU) giảm

mạnh, các nhà cung cấp dịch vụ đang phải đối đầu với bài toán cắt giảm chi

phí, đồng thời với việc tạo ra dịch vụ mới, riêng biệt và hấp dẫn người dùng.

Để tăng nguồn thu cho nhà cung cấp mạng cố định cũng như bổ sung dịch vụ

có sẵn trên mạng cố định cho các thuê bao di động, hội tụ mạng cố định – di

động là một định hướng rất quan trọng.

Trong kỷ nguyên của thông tin và truyền thông, mong muốn sử dụng dịch

vụ mọi lúc, mọi nơi trong môi trường mạng hội tụ cố định - di động có hỗ trợ

toàn diện cho di chuyển của người dùng đang trở thành một xu hướng nổi

trội. Mạng hội tụ, trong đó hợp nhất công nghệ tế bào lớn như mạng tế bào

(cellular) hay WiMAX với công nghệ tế bào nhỏ như Wi-Fi, Bluetooth, băng

tần siêu rộng (UWB- Ultra Wireband) Sử dụng một cơ sở hạ tầng truyền tải

chung dựa trên công nghệ IP sẽ tiết kiệm chi phí vận hành cũng như linh hoạt

với lưu lượng tổng thể. Theo hướng hội tụ cố định - di động, ngày càng nhiều

ứng dụng và dịch vụ mới được ra đời nhằm đáp ứng nhu cầu đa dạng của

người sử dụng dịch vụ.

13

Đồ án này xin được trình bày về “khả năng áp dụng giải pháp hội tụ

mạng cố định - di động vào Việt Nam”, nội dung chính của đồ án được trình

bày như sau:

 Chương 1– Xu thế phát triển của mạng và dịch vụ viễn thông.

 Chương 2 – Xu hướng hội tụ cố định – di động.

 Chương 3 – Kiến trúc mạng lõi IMS

 Chương 4 – Chất lượng dịch vụ QoS và an ninh mạng.

 Chương 5 – Các giải pháp sử dụng tiềm năng mạng cố định và mạng di

động.

 Chương 6 – Lựa chọn phương án tích hợp mạng cố định – di động

cho mạng viễn thông Việt Nam .

 Chương 7 - Kết luận chung và khuyến nghị.

Tôi xin chân thành cảm ơn PGS-TS. PHAN HỮU HUÂN đã tận tình giúp đỡ,

định

hướng nội dung và tài liệu tham khảo cho đến khi hoàn thành đồ án này.

Hà Nội, Ngày 31 tháng 3 năm 2008

Sinh viên

Trần Thị Đồng

14

Chương 1

XU THẾ PHÁT TRIỂN CỦA MẠNG VÀ DỊCH VỤ

VIỄN THÔNG

1.1. PHÁT TRIỂN DỊCH VỤ

Theo báo cáo của DSL Forum [1], trong sáu tháng đầu năm 2005, trên thế

giới đã có thêm 24,5 triệu hộ gia đình và doanh nghiệp chuyển sang băng

thông rộng. Cho tới 30/06/2005, đã có 176 triệu kết nối băng thông rộng. Ở

châu Âu, có hơn 8 triệu thuê bao đăng ký sử dụng dịch vụ băng rộng. Với

47,5 triệu thuê bao, EU hiện đã vượt qua khu vực Bắc Mỹ để trở thành thị

trường băng thông rộng lớn nhất thế giới.

Mỹ vẫn là quốc gia có số lượng thuê bao băng rộng lớn nhất thế giới với

hơn 38,2 triệu thuê bao. Tăng trưởng của thuê bao sử dụng DSL trong năm

2005 là 16% còn tăng trưởng của các công nghệ khác là 10%.

Theo đánh giá của giới chuyên môn, thuê bao băng rộng sẽ đạt 200 triệu

vào cuối 2005, với hơn 10 quốc gia đạt mật độ thuê bao băng rộng là 20%.

1.1.1. Mạng cố định

Trong số các công nghệ truy nhập băng rộng hiện nay, DSL là công nghệ

truy nhập chủ đạo, đóng vai trò quan trọng trong việc thúc đẩy nhu cầu sử

dụng dịch vụ băng rộng. Với lợi thế là tận dụng được cơ sở hạ tầng mạng cáp

đồng và công nghệ DSL đã được chuẩn hoá và các thiết bị đã được kiểm

chứng về độ tương thích, các quốc gia trên thế giới đều có thể đẩy nhanh sự

phát triển truy nhập băng rộng một cách hiệu quả cả về kỹ thuật cũng như

kinh tế.

Trong nửa đầu năm 2005, công nghệ DSL chiếm gần ¾ số lượng kết nối

băng thông rộng mới. Hiện có tới 115 triệu thuê bao sử dụng DSL cho truy

nhập băng rộng trên toàn thế giới, trong đó 17,7 triệu thuê bao mới trong 6

15