Đề tài Nghiên cứu và mô phỏng hệ thống IMS trên nền mạng NGN

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN KHOA ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG –&— NGUYỄN THỊ MINH CHÂU 0620003 TRẦN QUỐC CƯỜNG 0620006 Đề tài: NGHIÊN CỨU VÀ MÔ PHỎNG HỆ THỐNG IMS TRÊN NỀN MẠNG NGN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CỬ NHÂN NGÀNH ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG CHUYÊN NGÀNH: VIỄN THÔNG VÀ MẠNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: ThS. NGÔ ĐẮC THUẦN ThS. HUỲNH PHÚ TRUNG - Công ty TMA Solutions Thành phố Hồ Chí Minh – năm 2010 Lời cảm ơn Lời đầu tiên chúng em xin gởi lời cảm ơn đến thầy Ngô Đắc Thuần đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ, tạo điều kiện cho chúng em thực hiện đề tài. Thầy luôn quan tâm theo sát tiến độ và đưa ra những đóng góp quý báo giúp chúng em sửa chữa và hoàn thiện luận văn tốt nghiệp. Chúng em chân thành cảm ơn ThS. Huỳnh Phú Trung, công ty TMA Solutions, đã nhiệt tình truyền đạt kinh nghiệm, chỉ bảo chúng em trong suốt thời gian thực tập và làm đề tài tốt nghiệp tại công ty. Nhờ sự hướng dẫn của anh, chúng em đã định hướng và từng bước hoàn thành luận văn này. Chúng em xin cảm ơn các thầy cô trong khoa Điện Tử Viễn Thông nói riêng và trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên TPHCM nói chung đã giảng dạy và tạo điều kiện cho chúng em học tập tốt nhất trong thời gian qua. Những kiến thức đó chính là nền tảng cần thiết giúp chúng em hoàn thành được luận văn tốt nghiệp. Chúng em cũng gởi lời cảm ơn đến bạn Lê Trung đã nổ lực cùng chúng em thực hiện giải pháp xây dựng mô hình mạng NGN hoàn chỉnh. Một lần nữa, chúng em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc và chúng em mong nhận được những đóng góp chân thành của tất cả mọi người. LỜI MỞ ĐẦU Xã hội càng phát triển, nhu cầu về thông tin liên lạc càng cao và nhu cầu ấy đã trở thành một phần của cuộc sống con người. Hiện tại và trong thời gian tới, nhu cầu phát triển các loại hình dịch vụ gia tăng như: thoại, dữ liệu, hình ảnh với chất lượng cao ngày một tăng. Để đáp ứng yêu cầu trên, các nhà cung cấp dịch vụ không chỉ quan tâm đến phát triển dịch vụ mà còn phải xây dựng, củng cố và tối ưu hóa hạ tầng lẫn dịch vụ. Song song đó, nhà khai thác phải nghiên cứu tìm ra một công nghệ thế hệ mới có kiến trúc linh hoạt, tương thích hoàn toàn với mạng hiện tại, đáp ứng đa công nghệ, đa giao thức, đa truy cập, đa phương tiện truyền thông và đa dịch vụ… Trước yêu cầu đó, NGN ra đời được xem là một giải pháp thỏa mãn tất cả các điều kiện kể trên cho một mạng tương lai. Từ nghiên cứu mạng thế hệ mới NGN, ý tưởng về một kiến trúc điều khiển dịch vụ dựa trên chuẩn IP được hình thành. Kiến trúc này phải giúp nhà khai thác mạng dễ dàng hơn trong triển khai và quản lý, đồng thời cho phép người dùng có thể sử dụng một hay nhiều loại thiết bị khác nhau, di chuyển giữa vùng phục vụ của các mạng mà vẫn có thể sử dụng cùng một dịch vụ với yêu cầu QoS được đảm bảo. Kiến trúc đó được gọi là phân hệ đa phương tiện IP, viết tắt là IMS (IP Multimedia Subsystem). Phân hệ IMS tạo điều kiện cho việc triển khai nhanh chống các dịch vụ chất lượng cao, mang tính cá nhân, có khả năng tương tác thời gian thực mọi lúc, mọi nơi trên một kết nối. Do đó, chắc chắn trong tương lai không xa, triển khai hệ thống mạng IMS là một xu hướng tất yếu của các nhà khai thác dịch vụ mạng và viễn thông. IMS hỗ trợ nhiều loại hình dịch vụ khác nhau như thoại, dữ liệu, hình ảnh và khả năng tích hợp cả ba loại hình dịch vụ nói trên. Sự tích hợp ấy chính là Tripple Play mà IPTV là một dịch vụ điển hình. Đặc biệt, trên nền tảng IMS, yếu tố di động và truy nhập không dây trở nên khả thi càng tạo điều kiện cho IPTV phát triển. Nội dung bài báo cáo gồm hai phần chính: Phần đầu, đề tài giới thiệu vị trí và kiến trúc IMS trong mô hình mạng NGN theo chuẩn hóa của tổ chức 3GPP. Nội dung phần này tập trung vào vai trò chức năng các phần tử trong IMS. Thêm vào đó, đề tài cũng trình bày các giao thức và thủ tục sử dụng dịch vụ giúp người đọc hiểu rõ hơn về cách thức hoạt động của phân hệ này. Ngoài ra, luận văn cũng đưa ra giải pháp từng bước tiến lên xây dựng mạng IMS trên hạ tầng mạng hiện có. Phần sau, bài báo cáo xây dựng hoàn chỉnh một mô hình mô phỏng mạng NGN với đầy đủ chức năng. Người dùng có thể đăng ký, sử dụng dịch vụ thoại, dữ liệu, xem IPTV,…Hơn nữa, phần demo có sự kết hợp với đề tài “QoS over Tripple Play” để đảm bảo QoS xuyên suốt cho các dịch vụ được triển khai từ lớp truy cập đến lớp ứng dụng. Đặc biệt, mô hình này thực hiện hoàn toàn trên phần mềm mã nguồn mở, thực hiện trên các máy tính, rất thích hợp cho việc nghiên cứu, phát triển tại các phòng nghiên cứu của trường học, trung tâm nghiên cứu và phát triển của công ty. Để thực hiện nội dung đó, đề tài được phân chia thành các chương như sau: Chương 1: Tổng quan về IMS trên nền NGN. Nội dung chương này giới thiệu những khái niệm cơ bản về IMS cũng như vai trò của IMS trong mạng NGN. Chương 2: Kiến trúc phân hệ IMS. Đây là chương quan trọng nhất, trình bày các thực thể và chức năng của IMS theo mô hình phân lớp mạng NGN. Chương 3: Một số thủ tục trong mạng IMS. Chương này giúp người đọc hình dung rõ từng bước hoạt động của phân hệ IMS trong việc thiết lập và điều khiển các phiên dịch vụ. Chương 4: Các giao thức chính sử dụng trong phân hệ IMS. Chương này trình bày khái quát các giao thức sử dụng phỗ biến trong mạng NGN như: SIP, Diameter, COPS, MEGACO/H.248. Chương 5: Các bước tiến lên xây dựng IMS. Qua chương này, người đọc có thể hiểu được cách thức xây dựng một hệ thống IMS trên cơ sở hạ tầng mạng hiện có. Chương 6: Demo trình bày mô phỏng IMS bằng Open Source IMS Core và dịch vụ IPTV trên hệ điều hành Linux. Chương 7: Kết luận và hướng phát triển IMS là một đề tài khá mới tại Việt Nam, tài liệu tiếng Việt gần như không có. Với khả năng của sinh viên và thời gian tìm hiểu không nhiều, đề tài IMS over NGN không tránh khỏi thiếu sót. Rất mong được sự góp ý của các thầy cô và các bạn đọc về đề tài này. MỤC LỤC DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt Tiếng Anh ADSL Asymmetric Digital Subscriber Line A-RACF Access Resource and admission Control Function A-RACF Access Resource and admission Control Function AVP Attribute Value Pairs BGCF Breakout gateway control function BICC Bearer Independent Call Control BSC Base Station Controller CCF Charging Collection Function CGI Common Gateway Interface COPS Common Open Policy Services CPL Call Processing Language CS Circuit Switching DHCP Dynamic Host Configuration Protocol DNS Domain Name System EAP Extensible Authentication Protocol ETSI European Telecommunication Standards Institute FQDN Fully qualified domain name FTTH Fiber To The Home GGSN Gateway GPRS Support Node GPRS General Packet Radio Service GSM Global System for Mobile communications HSS Home Subscriber Server HTTP Hypertext Transfer Protocol IANA Internet Assigned Numbers Authority ICID IMS Charging ID IETF Internet Engineering Task Force IMSI International Mobile Subscriber Identifier ISDN Integrated Services Digital Network LPDP Local Policy Decision Point MCC Mobile Country Code MG Media gateway MGC Media gateway controller MGCF Media gateway control function MGW Media gateway MINE Multipurpose Internet Mail Extension MMS Multimedia Message Service MNC Mobile Network Code MRFC Multimedia Resource Function Controller MRFP Media Resource Function Processor MSC Mobile Switching Centre MSC Mobile Switching Center MSIN Mobile Subscriber Identification Number NASREQ Network Access Server Application NASS Network Attachment Subsystem NASS Network Attachment Subsystem NMSI National Mobile Station Identity OCF Online Charging Function OMA Open Mobile Alliance OSP Open Settlement Protocol PBN Packet Based Network PDF Policy Decision Function PDP Packet Data Protocol PEP Policy enforcement point PoC Push-to-Talk over Cellular PS Packet Switched PSTN Public Switched Telephone Network RACS Resource Admission Control Functionality RACS Resource and Admission Control Functionality RADIUS Remote Authentication Dial In User Service R-SGW Roaming Signaling Gateway RSVP Resource Reservation Protocol RTP Realtime Transport Protocol RTSP Real Time Streaming Protocol RUAM Remote UAM SAP Session Advertisement Protocol SBC Session Border Controller SBLP Service Based Local Policy SCIP Simple Conference Invitation Protocol SCTP Stream Control Transmission Protocol SDP Session Description Protocol SGSN Signaling GPRS support nút SGW Signaling gateway SIP Session Initial Protocol SLF Subscription Locator Function SNTP Simple Network Time Protocol S-PDF Serving Policy Decision Function S-PDF Serving Policy Decision Function TACACS Terminal Access Controller Access Control System TCP Transmission Control Protocol TG Trungking Gateway TISPAN Telecoms and Internet converged Services and Protocols for Advanced Networking TLS Transport layer Security T-SGW Transport Singnalling Gateway UA User Agent UAC User Agent Client UAM User Access Mode UAS User Agent Server UE User Equipment UICC Universal Integrated Circuit Card URL Universal Resource Locator USIM Universal Subscriber Identity Module VCC Voice Call Continuity VoIP Voice over Internet Protocol XML Extensible Markup Language DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Sự hội tụ mạng 2 Hình 1.2: Vị trí IMS trong NGN 5 Hình 2.1: SLF chỉ định HSS phù hợp 7 Hình 2.2: Đăng ký có yêu cầu bảo mật 9 Hình 2.3: Mô tả vai trò định tuyến của S-CSCF 11 Hình 2.4: Chức năng điều khiển thông tin đa phương tiện MRF 12 Hình 2.5: Vị trí các điểm tham chiếu trong IMS 13 Hình 2.6: Quá trình thiết lập cuộc gọi từ mạng IMS ra mạng CS CN và ngược lại 18 Hình 3.1: Thủ tục đăng ký 21 Hình 3.2: Thủ tục xóa đăng ký thực hiện bởi UE 24 Hình 3.3: Thủ tục xóa đăng ký khi hết thời gian đăng ký 26 Hình 3.4: Thủ tục xóa đăng ký khởi tạo bởi HSS 27 Hình 3.5: Thủ tục xóa đăng ký thực hiện bởi S-CSCF 29 Hình 3.6: Thủ tục thiết lập phiên giữa thuê bao thuộc hai mạng IMS 31 Hình 3.7: Các bước thiết lập cuộc gọi giữa UE (IMS) và UE (PSTN) 33 Hình 4.1: Cấu trúc SIP 35 Hình 4.2: Giao thức Diameter 38 Hình 4.3: Cấu trúc bản tin trong giao thức Diameter 39 Hình 4.4: Lỗi giao thức trong Diameter 40 Hình 4.5: Lỗi ứng dụng trong giao thức Diameter 41 Hình 4.6: Mô hình COPS 42 Hình 4.7: COPS header 43 Hình 4.8: Object format của bản tin COPS 44 Hình 4.9: MEGACO/H.248 kết nối điều khiển Gateway 46 Hình 4.10: Cấu trúc Gateway trong MEGACO/H.248 47 Hình 4.11: Luồng giao thức của MEGACO/H.248 49 Hình 6.1: Mô hình mô phỏng mạng NGN 53 Hình 6.2: Mô hình IPTV- VoD Server 55 Hình 6.3: Giao diện web của DSS 57 Hình 6.4: Cấu hình AS 59 Hình 6.5: Cấu hình Trigger Point 59 Hình 6.6: Cấu hình filter 60 Hình 6.7: Cấu hình HSS để chuyển yêu cầu sử 60 Hình 6.8: Giao diện hoạt động của P-CSCF 65 Hình 6.9: Giao diện hoạt động của I-CSCF 66 Hình 6.10: Giao diện hoạt động của S-CSCF 67 Hình 6.11: Giao diện hoạt động của HSS 68 Hình 6.12: Giao diện quản lý user của HSS 68 Hình 6.13: Giao diện của trình Option và IPtv trong UCT IMS client. 72 Hình 6.14: Giao diện của UCT IMS client khi Bob đã đăng ký 73 Hình 6.15: Giao diện cấu hình Preferences: tab Profile và IMS 74 Hình 6.16: Giao diện cấu hình Preferences: tab Media và XDMS 74 Hình 6.17: Người dùng tên chau mới tạo ra đã đăng ký vào hệ thống 75 Hình 6.18: Bob đăng ký thành công vào hệ thống ims.vn 76 Hình 6.19: Giao diện P-CSCF khi UE đăng ký 77 Hình 6.20: Giao diện S-CSCF khi Bob đăng ký thành công 77 Hình 6.21: Giao diện HSS khi Bob đăng ký 77 Hình 6.22: Giao diện Web của HSS: UE đăng ký thành công được gán một S-CSCF 78 Hình 6.23: Giao diện UCT IMS Client phía Alice khi Alice khởi tạo cuộc gọi đến Bob 78 Hình 6.24: Giao diện UCT IMS Client phía Bob báo có cuộc gọi đến từ Alice. 79 Hình 6.25: Giao diện S-CSCF khi Alice và Bob thực hiện cuộc gọi. 79 Hình 6.26: Giao diện VLC khi client sử dụng dịch vụ VoD 80 Hình 6.27: Giao diện DSS khi có người dùng kết nối 81 DANH MỤC BẢNG Bảng 3.1: Tóm tắt trạng thái các khối trong thủ tục đăng ký 22 Bảng 4.1: Bản tin yêu cầu SIP 36 Bảng 4.2: Bản tin đáp ứng SIP 36 Bảng 4.3: Bản tin đáp ứng trong trường hợp có lỗi xảy ra 41 Bảng 4.4: Các loại Op code trong COPS header 43 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ IMS TRÊN NỀN NGN Chương này giới thiệu tổng quan về sự hình thành, vai trò và vị trí của phân hệ IMS trong mô hình mạng NGN. IMS là thành phần quan trọng trong lớp điều khiển, được xây dựng với mục đích hỗ trợ đa dịch vụ với chất lượng dịch vụ được đảm bảo, khả năng tính cước và tương thích hoàn toàn với mạng hiện tại. SỰ RA ĐỜI CỦA IMS Trong những thập kỷ gần đây, các mạng cố định và di động đã và đang có một sự chuyển đổi lớn, đóng vai trò không thể thiếu trong cuộc sống con người. Trong lĩnh vực di động, thế hệ đầu tiên (1G) đã được giới thiệu vào thập niên 1980. Các mạng này cung cấp các dịch vụ cơ bản cho người dùng, quan trọng nhất là truyền thoại và dịch vụ liên quan đến truyền thoại. Không lâu sau đó, thế hệ di động thứ 2 (2G) được ra đời vào những năm 1990 bổ sung thêm một số dịch vụ về dữ liệu. Thế hệ di động thứ 3 (3G) cho phép tốc độ truyền dữ liệu cao hơn và cung cấp các dịch vụ đa phương tiện. Trong lĩnh vực điện thoại cố định, mạng điện thoại truyền thống PSTN và mạng dịch vụ số tích hợp ISDN đã chiếm lĩnh thị trường về thoại và truyền thông video. Và trong những năm gần đây, Internet đã và đang phát triển nhanh chóng và ngày càng nhiều người dùng thấy được lợi ích của công nghệ này. Tốc độ truy cập Internet ngày càng nhanh hơn, mạnh hơn và giá thành thấp hơn với các dịch vụ như: ADSL, FTTH, IPTV,… Các kết nối này luôn được đảm bảo thông suốt, giúp người dùng có thể sử dụng các dịch vụ yêu cầu thời gian thực như chat, chơi game trực tuyến, VoIP,…. Tại thời điểm hiện tại, sự hội tụ giữa mạng di động và mạng cố định là một xu thế tất yếu. Nhu cầu sử dụng cũng như sự phát triển vượt bậc của công nghệ đã thúc đẩy sự gia tăng nhanh chóng của các thiết bị di động được tích hợp nhiều tính năng tiên tiến. Thế hệ tiếp sau của nhiều thiết bị không chỉ đáp ứng các nhu cầu client-server cơ bản, mà còn các dịch vụ peer-to-peer, thuận lợi cho việc chia sẻ các kết nối như trình duyệt, desktop, hội nghị truyền hình, trò chuyện hai chiều như bộ đàm,…. Để có thể truyền thông với nhau, các ứng dụng trên nền IP phải có một cơ chế để đạt được sự phù hợp với hệ thống mạng hiện có. Hiện tại, mạng điện thoại chỉ thực hiện được kết nối thoại. Tương tự, đối với mạng IP, phần lớn các phiên được thiết lập chỉ để tạo kết nối giữa hai điểm sử dụng riêng cho mạng IP. Điều này dẫn đến tình trạng các nhà cung cấp dịch vụ và khai thác mạng tạo ra một môi trường cô lập, các dịch vụ đơn lẻ, không có tính cạnh tranh và nhất là người dùng không thể đồng thời sử dụng các dịch vụ khác nhau từ các nhà khai thác khác nhau trên một thiết bị. Thêm vào đó, các mạng truyền tải dữ liệu không cần thời gian thực được sử dụng chủ yếu trong thế hệ Internet đầu tiên thì ngày nay các dịch vụ thời gian thực (hoặc gần thực) với chất lượng dịch vụ QoS cao ngày càng được phát triển rộng rãi. Hơn nữa, người dùng trong tương lai mong muốn có các dịch vụ đa phương tiện chất lượng cao, mang tính cá nhân, có khả năng tương tác thời gian thực mọi lúc mọi nơi trên mọi thiết bị sử dụng. Điều này đặt ra những yêu cầu mới cho kiến trúc hạ tầng mạng viễn thông. Trong bối cảnh đó, IMS được xem như là một giải pháp hứa hẹn để thỏa mãn được các yêu cầu về hội tụ, tích hợp các dịch vụ trên một kết nối cho một thế hệ mạng tương lai. Hình 1.1: Sự hội tụ mạng IMS là một kiến trúc mạng nhằm tạo sự thuận tiện cho việc phát triển và phân phối các dịch vụ đa phương tiện đến người dùng, bất kể là họ đang kết nối thông qua mạng truy nhập nào. IMS hỗ trợ nhiều phương thức truy nhập như GSM, UMTS, CDMA2000, truy nhập hữu tuyến băng rộng như cáp xDSL, cáp quang, cáp truyền hình, cũng như truy nhập vô tuyến băng rộng WLAN, WiMAX. IMS tạo điều kiện cho các hệ thống mạng khác nhau có thể vận hành cùng với nhau. IMS đã và đang được tập trung nghiên cứu và ngày càng thu hút được nhiều sự quan tâm lớn của các nhà khai thác bởi vì lợi ích mà nó mang lại cho cả nhà cung cấp dịch vụ lẫn người sử dụng. LỢI ÍCH CỦA VIỆC SỬ DỤNG IMS Một trong những mục đích đầu tiên của IMS là giúp cho việc quản lý mạng trở nên dễ dàng hơn bằng cách tách biệt chức năng điều khiển và chức năng vận tải thông tin [7]. Một cách cụ thể, IMS phân phối dịch vụ trên hạ tầng chuyển mạch gói, IMS cho phép chuyển dần từ mạng chuyển mạch mạch sang chuyển mạch gói trên nền IP, tạo thuận lợi cho việc quản lý mạng thông tin di động. Việc kết nối giữa mạng cố định và di động đã góp phần vào tiến trình hội tụ mạng viễn thông trong tương lai. IMS cho phép người dùng có thể sử dụng một hay nhiều loại thiết bị khác nhau, di chuyển từ mạng này sang mạng khác mà vẫn có thể sử dụng cùng một dịch vụ. Kiến trúc IMS cung cấp nhiều dịch vụ gia tăng cho nhà cung cấp mạng, người phát triển ứng dụng, người cung cấp dịch vụ cũng như người sử dụng các thiết bị đầu cuối. Kiến trúc IMS giúp các dịch vụ mới được triển khai một cách nhanh chóng với chi phí thấp. IMS cung cấp khả năng tính cước phức tạp hơn nhiều so với hệ thống tài khoản trả trước hay trả sau, ví dụ như việc tính cước theo từng dịch vụ sử dụng hay phân chia cước giữa các nhà cung cấp dịch vụ và nhà cung cấp mạng. Người sử dụng sẽ nhận một bảng tính cước phí duy nhất từ một nhà cung cấp mạng. IMS hứa hẹn mang đến nhiều dịch vụ đa phương tiện theo yêu cầu và sở thích của người dùng. Với IMS, nhà cung cấp mạng sẽ không chỉ làm công tác truyền tải thông tin một cách đơn thuần mà trở thành tâm điểm trong việc phân phối dung lượng thông tin trong mạng, đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo chất lượng dịch vụ cũng như kịp thời thay đổi để đáp ứng các yêu cầu khác nhau của người dùng. Tóm lại, IMS tạo thuận lợi cho các nhà cung cấp dịch vụ trong việc xây dựng và triển khai các ứng dụng mới, giúp nhà cung cấp mạng giảm chi phí triển khai, vận hành và quản lý. MÔ HÌNH PHÂN LỚP CỦA MẠNG NGN Cấu trúc luận lý của NGN được chia thành 4 lớp chức năng là: lớp truy nhập, lớp truyền tải, lớp điều khiển, lớp dịch vụ và quản lý. Lớp truy nhập Cung cấp các kết nối giữa thuê bao đầu cuối và mạng đường trục qua cổng giao tiếp MGW thích hợp. Mạng NGN kết nối với hầu hết các thiết bị đầu cuối chuẩn và không chuẩn như các thiết bị truy xuất đa dịch vụ, điện thoại IP, máy tính, 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,… Lớp truyền dẫn Hệ thống truyền dẫn của mạng NGN thực hiện chức năng định tuyến, truyền tải các luồng thông tin trong mạng dưới sự điều khiển của các thiết bị thuộc lớp điều khiển. Lớp truyền dẫn của mạng viễn thông thế hệ mới phải có tốc độ truyền tải cao, băng thông lớn để đáp ứng cho việc truyền tải thông tin yêu cầu thời gian thực, dung lượng lớn. Lớp điều khiển Lớp điều khiển thực hiện giám sát, sửa đổi, và giải phóng các phiên giao dịch, ghi lại các thông số của cuộc kết nối để cung cấp thông tin cho việc xử lý tính cước. Lớp này dựa trên các thông tin và các tín hiệu nhận được từ lớp truy nhập để xác định các thông số cần thiết về dịch vụ để điều khiển tài nguyên cho phù hợp. Lớp điều khiển có chức năng điều khiển các phiên giao dịch trong một mạng hội tụ dịch vụ và công nghệ nên nó phải có khả năng hỗ trợ phần lớn các giao thức khác nhau đã từng tồn tại trong các mạng chuyển mạch trước đây và các giao thức đang được sử dụng. Bên cạnh đó đòi hỏi nó phải có khả năng cung cấp các dịch cơ bản, dịch vụ thông minh, các dịch vụ bổ sung,… Hơn nữa, hệ thống cần có khả năng xử lý và lưu trữ khối lượng lớn cơ sở dữ liệu vì mạng NGN là mạng nhiều người dùng với nhiều loại hình dịch vụ khác nhau. Lớp ứng dụng và quản lý dịch vụ Lớp ứng dụng và dịch vụ cung cấp các dịch vụ có băng thông khác nhau, ở nhiều hình thức như: thoại, fax, internet, dịch vụ đa phương tiện, các trò chơi trực tuyến yêu cầu thời gian thực, dịch vụ truyền số liệu, và các dịch vụ giá trị gia tăng,…. Lớp này liên kết với lớp điều