Klasyfikacja sprzętu NGN. Struktura nowoczesnej sieci NGN Zasady współdziałania sieci NGN z sieciami tradycyjnymi

1.1 Ogólna charakterystyka NGN

Termin „sieci nowej generacji” (NGN) pojawił się w literaturze telekomunikacyjnej na początku XXI wieku. Pomysł rozwoju NGN został zaproponowany w 2001 roku przez Europejski Instytut Norm Telekomunikacyjnych (ETSI).

Interakcja NGN opiera się na następujących cechach:

– wykorzystanie technologii transmisji informacji, które doprowadziły do ​​wzrostu ruchu cyfrowego, przede wszystkim ze względu na ekspansję wykorzystania Internetu;

– wzrost zapotrzebowania na usługi sieci komórkowej oraz nowe usługi multimedialne Triple Play (głos, wideo, łącze danych);

– konwergencja sieci telekomunikacyjnych oraz sieci informacyjno-informatycznych. Rozwój na jej bazie sieci teleinformatycznych.

Przejście na sieci teleinformatyczne oparte na technologii NGN odbywa się poprzez modernizację istniejących sieci telekomunikacyjnych i teleinformatycznych.

Podstawą koncepcyjną budowy NGN jest oddzielenie funkcji przełączania od funkcji dostarczania usług. Rdzeń sieci NGN to uniwersalne medium transportowe oparte na sieci z komutacją pakietów. Takie sieci zapewniają szeroki zakres usług i dodają nowe w miarę rozwoju.

Zaletami NGN są: elastyczność trasowania i budowania sieci, możliwość efektywniejszego wykorzystania struktur transportowych, wygoda przesyłania heterogenicznego ruchu wspólnym kanałem.

Wadą NGN są: trudność w zapewnieniu jakości usług i bezpieczeństwa dostaw.

Rozważ podstawowy model organizacji sieci nowej generacji.

1.2 Podstawowa architektura NGN

Podstawową architekturę NGN opisuje czteropoziomowa struktura, która obejmuje (rys. 1.1):

– poziom usług i zarządzanie operacyjne;

– przełączanie poziomu sterowania;

- Warstwa transportowa;

- poziom dostępu.

Rysunek 1.1 — Podstawowa czterowarstwowa architektura NGN

Ta architektura NGN implementuje następujące funkcje funkcjonalne:

– wsparcie dla technologii wielodostępu poprzez elastyczną konfigurację sieci;

– kontrola rozproszona, która jest realizowana w oparciu o wykorzystanie zasady przetwarzania rozproszonego w sieciach pakietowych;

– otwarte zarządzanie, które zapewniają interfejsy sieciowe w celu wsparcia tworzenia nowych i zmiany istniejących usług, a także poprzez wsparcie narzędzi logiki usług stron trzecich;

– tworzenie i świadczenie usług, mając na uwadze, że proces świadczenia usług jest podzielony pomiędzy funkcje sieci transportowej;

– wsparcie dla konwergentnych usług sieciowych, które jest niezbędne do tworzenia elastycznych, łatwych w obsłudze usług multimedialnych zastępujących techniczne możliwości konwergentnej telefonii stacjonarnej sieci komórkowe wykorzystanie architektury funkcjonalnej NGN;

– wdrożenie mechanizmów zapewniających odpowiedni poziom bezpieczeństwa i przeżywalności sieci w oparciu o otwartą architekturę usług (Open Services Access, OSA).

Przeprowadźmy bardziej szczegółową analizę funkcjonalną poziomów architektury NGN pokazanej na ryc. 1.1.

1.2.1 Poziom usług i zarządzanie operacyjne

Pierwszy poziom, pokazany na ryc. 1.1 Architektura NGN, to poziom usług i zarządzanie operacyjne. Celem tej warstwy jest przesyłanie informacji między użytkownikami sieci. Wykorzystanie technologii pakietowych na poziomie sieci transportowej umożliwia zapewnienie jednolitych algorytmów dostarczania informacji dla różnych typów komunikacji. Użytkownikom korzystającym z terminali multimedialnych (np. H.323) można zapewnić rozszerzoną listę usług.

Serwery aplikacji NGN, które znajdują się na podany poziom zapewniać użytkownikom dodatkowe usługi komunikacyjne i informacyjne.

Usługi świadczone w ramach NGN można sklasyfikować w następujący sposób:

– usługi podstawowe (BS): usługi skoncentrowane na zestawieniu połączeń między dwoma terminalami końcowymi z wykorzystaniem NGN;

– usługi dodatkowe (SOS): usługi świadczone wraz z podstawowymi i ukierunkowane na obsługę dodatkowych zestawów możliwości (Zestawy zdolności, CS);

– usługi dostępowe: usługi skoncentrowane na organizacji dostępu do zasobów i punktów obecności sieci inteligentnych oraz sieci transmisji danych;

– usługi informacyjne i referencyjne: usługi skoncentrowane na dostarczaniu informacji z baz danych wchodzących w skład struktury NGN;

– usługi wirtualnych sieci prywatnych (Virtual Private Network, VPN), ukierunkowane na organizację i utrzymanie funkcjonowania VPN przez elementy NGN;

– usługi multimedialne ukierunkowane na dostarczanie i wspieranie funkcjonowania aplikacji multimedialnych przez NGN;

Zadaniem NGN podczas dostarczania CU jest nawiązanie i utrzymanie połączenia o wymaganych parametrach. Pod podstawowymi rodzajami usług rozumie się:

– usługi lokalne, międzymiastowe, międzynarodowe komunikacja telefoniczna dostarczane przy użyciu (pełnych lub częściowych) sieci opartych na technologiach NGN. Podstawowe usługi telefoniczne w sieciach NGN mogą wykorzystywać technologie kompresji mowy, natomiast jakość świadczenia podstawowych usług musi odpowiadać klasom „najwyższym” i „wysokim”. Podstawowe usługi telefoniczne mogą być dostępne dla użytkowników korzystających z terminali PSTN, NGN, H.323, Session Initiation Protocol (SIP);

– usługi przesyłania faksów między urządzeniami końcowymi użytkownika. Usługa może być świadczona użytkownikom korzystającym z terminali PSTN i sieci komórkowej (MLN);

– usługi organizowania połączeń modemowych między urządzeniami końcowymi użytkownika. Usługa może być świadczona użytkownikom korzystającym z terminali sieci PSTN i NGN. Usługa dostępu do sieci IP nie należy do tej klasy;

– Usługa nieograniczonego dostarczania informacji 64 kbit/s i oparte na niej usługi komunikacyjne, zdefiniowane dla technologii sieci cyfrowej ISDN (Integrated Service Digital Network) służącej do nawiązywania połączeń między urządzeniami końcowymi użytkowników. Usługa może być świadczona użytkownikom korzystającym z terminali ISDN.

Udostępnianiu CU mogą towarzyszyć protokoły RTP, które zwiększają możliwości użytkownika otrzymywania informacji o połączeniu, dźwięków powiadomień, a także umożliwiają zmianę konfiguracji połączenia. We fragmencie sieci NGN dla użytkowników mogą być dostępne następujące usługi dodatkowe:

– identyfikacja numeru dzwoniącego;

– blokada identyfikacji numeru dzwoniącego;

– zapewnienie identyfikacji przyłączonej linii;

– przekierowanie połączeń przy braku odpowiedzi;

– przekierowanie połączeń przy zajętości;

– bezwarunkowe przekierowanie połączeń;

– identyfikacja złośliwych połączeń;

– sygnalizacja oczekiwania na połączenie/wiadomość;

– zakończenie połączenia;

– Parkowanie i przechwytywanie połączeń;

– zawieszenie połączenia;

– zamknięta grupa użytkowników;

– konferencje z rozszerzeniem i inne.

Należy zauważyć, że w zależności od rodzaju łącza i używanego urządzenia końcowego, a także możliwości SoftSwitch, zestawy i algorytmy świadczenia usług mogą się różnić.

Należy również zauważyć, że NGN dla połączeń przez nią przechodzących musi zapewniać obsługę VTR-ów inicjowanych w innych sieciach.

Warstwa usług w sieci NGN zawiera następujące funkcje:

– zarządzanie usługami, w tym obsługa profili obsługi użytkowników;

– wsparcie dla aplikacji i usług.

Funkcje sterowania usługami (SCF) obejmują funkcje zarządzania zasobami, rejestracji, uwierzytelniania i autoryzacji dla różnych usług, zarządzanie zasobami medialnymi, takimi jak wyspecjalizowane urządzenia i bramy na poziomie sygnalizacji. Funkcje kontroli usług obsługują profile usług użytkownika.

Funkcje wsparcia aplikacji (ASF) i funkcje wsparcia usług (SSF) obejmują bramę na poziomie aplikacji, funkcje rejestracji, uwierzytelniania i autoryzacji. Funkcje te są dostępne dla grup funkcyjnych „aplikacje” i „użytkownicy końcowi”. Poprzez interfejs sieci użytkownika (UNI), ASF i SSF zapewniają punkt dostępu do funkcji użytkownika końcowego.

Funkcje zarządzania (MF) zapewniają możliwość zarządzania siecią NGN w celu świadczenia usług o określonym poziomie jakości, bezpieczeństwa i niezawodności. Funkcje zarządzania są wykorzystywane w warstwie transportowej i warstwie usługowej, dla każdej z tych warstw realizują następujące zadania:

– zarządzanie procesem usuwania awarii;

– zarządzanie konfiguracją sieci;

– zarządzanie rozliczeniami z użytkownikami i dostawcami usług;

– monitorowanie wydajności sieci;

- Zapewnienie bezpieczeństwa sieci.

1.2.2 Przełączanie warstwy kontrolnej

Drugi poziom, rozważany na ryc. 1.1 Model NGN, to warstwa sterowania przełączaniem. Zadaniem warstwy przełączającej i transmisyjnej jest zarządzanie nawiązywaniem połączenia w sieci NGN. Funkcja ta realizowana jest na poziomie elementów sieci transportowej pod zewnętrzną kontrolą sprzętu SoftSwitch, będącego nośnikiem inteligentnych możliwości sieci. Koordynuje funkcje sterowania usługą połączeń, sygnalizacji i łączności w jednej lub większej liczbie sieci.

Gdy w sieci używanych jest kilka przełączników SoftSwitch, zapewniają one wspólnie zarządzanie połączeniami, a bezpośrednia interakcja odbywa się za pośrednictwem protokołów sygnalizacyjnych międzywęzłowych, takich jak SIP.

SoftSwitch realizuje następujące funkcje:

– przetwarzanie wszystkich typów sygnalizacji stosowanych w swojej dziedzinie;

– przechowywanie i zarządzanie danymi abonenckimi użytkowników podłączonych do jego domeny bezpośrednio lub przez urządzenia bram dostępowych;

– interakcja z serwerami aplikacji w celu udostępnienia użytkownikom sieci rozszerzonej listy usług.

Po nawiązaniu połączenia sprzęt SoftSwitch dokonuje wymiany sygnału z elementami funkcjonalnymi warstwy sterowania przełączaniem. Takimi elementami są wszelkie bramy, urządzenia końcowe NGN, wyposażenie innych SoftSwitch i PBX z funkcjami kontrolera bramy transportowej (Media Gateway Controller, MGC).

Na tym poziomie urządzenie końcowe sieci pakietowej współdziała ze sprzętem SoftSwitch za pośrednictwem protokołów SIP i H.323. Informacje o użytkowniku z urządzenia końcowego docierają na poziom węzłów dostępu do sieci pakietowej i są dalej kierowane pod kontrolą SoftSwitch.

Wszystkie informacje związane ze statystykami działania NGN, rozliczaniem kosztów według kierunków i rozliczaniem kosztów dla użytkowników są gromadzone i przetwarzane na poziomie SoftSwitch w celu przesłania do odpowiednich systemów automatycznych rozliczeń (ACS), utrzymania i eksploatacji (M&O).

1.2.3 Warstwa transportowa

Warstwa transportowa NGN jest zbudowana w oparciu o technologie pakietowego przesyłania informacji. Warstwa transportowa NGN jest oparta na ATM, IP, IP/MPLS, Ethernet i innych.

Sieci oparte na technologii ATM mają wbudowane narzędzia jakości usług i mogą być wykorzystywane do tworzenia sieci NGN praktycznie bez zmian. Wykorzystanie NGN, sieci opartych na protokole IP jako warstwy transportowej, wymaga zaimplementowania w nich dodatkowej funkcji zapewniającej jakość usług.

Należy zauważyć, że sieć transportowa jest szkieletem, więc ma wysokie wymagania dotyczące zapewnienia niezawodności, wydajności i łatwości zarządzania. W skład wyposażenia sieci transportowej wchodzą:

– węzły tranzytowe pełniące funkcje przesyłu i komutacji;

– węzły końcowe (graniczne) zapewniające abonentom dostęp do NGN;

– sterowniki sygnalizacji realizujące funkcje przetwarzania informacji sygnalizacyjnych, zarządzania połączeniami i połączeniami;

– bramy umożliwiające łączenie tradycyjnych sieci komunikacyjnych (np. PSTN, sieć transmisji danych (DTN), PCS).

Warstwa transportowa zapewnia usługi łączności IP użytkownikom NGN poprzez odpowiednie funkcje sterowania transportem, w tym funkcje kontroli przyłączenia do sieci (NACF) oraz funkcje kontroli zasobów i dostępu (RACF).

RACF zapewniają współdziałanie między funkcją kontroli usług a funkcjami transportu w celu obsługi QoS. Ponadto są one również związane z zarządzaniem zasobami transportowymi w sieci dostępowej oraz w szkieletowej sieci transportowej. Decyzja kierownictwa opiera się na informacjach o wymaganym transporcie, umowach dotyczących poziomu usług (SLA), regułach polityki sieci, priorytetach usług oraz informacjach o stanie i wykorzystaniu zasobów transportowych.

RACF zapewniają abstrakcyjne podejście do infrastruktury sieci transportowej dla SCF, a także zapewniają dostawcom usług niezależność od topologii sieci, łączności, obciążenia zasobów, mechanizmów/technologii QoS. Funkcje RACF współdziałają z funkcjami SCF i funkcjami transportu dla różnych aplikacji (na przykład połączeń SIP, strumieniowego przesyłania wideo itp.), które wymagają zarządzania zasobami transportu NGN, w tym kontroli QoS, przekazywania translacji adresów sieciowych na poziomie portu (Nwork Address Port Translation , NAPT).

NACF ​​zapewniają rejestrację poziomu dostępu i udostępnianie funkcji użytkownika końcowego dla usług dostępu NGN. Funkcje te zapewniają warstwę transportową identyfikacji/autoryzacji, zarządzanie przestrzenią adresową IP w sieci dostępowej oraz uwierzytelnianie sesji dostępowych. Funkcje NACF obejmują profil transportu użytkownika, który jest przechowywany jako podstawa funkcjonalna dane zawierające informacje o użytkowniku oraz inne dane kontrolne.

Funkcje transportowe (TF) zapewniają połączenie wszystkich komponentów i fizycznie oddzielonych funkcji w ramach sieci NGN. Funkcje te wspierają transmisję informacji medialnych, a także sterowanie (alarm), informacje konserwacyjne. Funkcje transportowe obejmują funkcje sieci dostępowej, funkcje brzegowe, funkcje rdzenia transportowego (szkielet) oraz funkcje bram.

Funkcje sieci dostępowej (ANF) zapewniają łączność użytkownika końcowego z siecią, a także gromadzenie i agregację ruchu z sieci dostępowej do szkieletu transportowego (rdzenia). Funkcje te implementują również mechanizmy zarządzania jakością usług (QoS) związane bezpośrednio z ruchem użytkowników, w tym zarządzanie buforami, zarządzanie kolejkami, planowanie, filtrowanie pakietów, klasyfikację ruchu, oznaczanie ruchu, definiowanie zasad usług i profilowanie ruchu.

Funkcje brzegowe (EF) służą do przetwarzania ruchu uzyskanego przez agregację ruchu z różnych sieci dostępowych i przekazywanego do szkieletowej sieci transportowej. Zawierają funkcje związane z obsługą QoS i kontrolą ruchu.

Funkcje transportu szkieletowego (Core Transport Functions, CTF) odpowiadają za gwarantowaną transmisję informacji przez sieć transportową o różnym poziomie jakości. Zapewniają mechanizmy implementacji danego poziomu QoS dla ruchu użytkownika, w tym zarządzanie buforami, kolejkowanie i planowanie, filtrowanie pakietów, klasyfikację ruchu, oznaczanie i kształtowanie, egzekwowanie i egzekwowanie zasad usług, zarządzanie bramami i funkcje zapory.

Funkcje bramy (GF) zapewniają możliwość interakcji z funkcjami użytkownika końcowego i/lub innymi sieciami, w tym innymi typami sieci NGN. Funkcje bramy mogą być sterowane bezpośrednio przez funkcje płaszczyzny sterowania lub przez funkcje zarządzania siecią transportową.

Funkcje obsługi nośników (MHF) zapewniają usługi, takie jak generowanie i transkodowanie tonów. Funkcje te są realizowane przez specjalne zasoby do przetwarzania informacji o mediach na poziomie transportu.

1.2.4 Poziom dostępu

Niższy poziom, rozpatrywany na ryc. 1.1 architektury NGN, to warstwa dostępu.

Poziom ten obejmuje zestaw funkcji do zarządzania wszystkimi procesami w systemie telekomunikacyjnym, a także pobierania opłat za usługi komunikacyjne i obsługę techniczną. Zadaniem sieci dostępowej jest połączenie terminala użytkownika z zasobami sieci transportowej i zapewnienie wysokiej szybkości wymiany danych oraz stosunkowo dobrych parametrów jakości QoS.

Klasyfikacja sieci dostępowych odbywa się według szeregu cech:

- przez zestaw świadczonych usług (spotkanie) przesyłane informacje, według poziomów zgodnie z modelem poziomu);

- w zależności od zastosowanych mediów transmisyjnych (kable z żyłami miedzianymi, kable optyczne, media radiowe w różnych zakresach długości fal);

– zgodnie z zastosowaną topologią (punkt-punkt, gwiazda, drzewo, komórka, pierścień);

– zgodnie z zastosowanymi technologiami dostarczania informacji (kablową, bezprzewodową, kombinowaną);

– zgodnie z metodami separacji medium transmisyjnego (multipleksacja statyczna, statystyczna).

Należy zauważyć, że przekazywane informacje są podzielone ze względu na ich przeznaczenie na następujące typy:

– użytkownik: na przykład dane, wideo, informacje o mowie;

– sygnalizacja: w celu wsparcia procedur nawiązywania i zwalniania połączenia;

– zarządzanie: np. do zbierania alarmów, testowania, administrowania.

Poziom dostępu w zależności od używanych funkcji można podzielić na następujące podpoziomy:

– fizyczne: synchronizacja, funkcje multipleksowania (medium transmisyjne);

– łącze danych: ochrona przed błędami;

– sieć: routing wiadomości.

Z punktu widzenia warstw wyższych w dostępie realizowane są jedynie usługi sygnalizacji i sterowania. Aby je obsługiwać, urządzenia dostępowe mogą zawierać węzły funkcjonalne do obsługi całego stosu protokołów w płaszczyźnie sygnalizacji lub sterowania.

Jak zauważono, poziom dostępu realizuje połączenie urządzeń końcowych z zasobami sieci transportowej. Urządzenie końcowe nie jest częścią sieci NGN i może być dowolnym zestawem urządzeń abonenckich istniejących sieci przewodowych i bezprzewodowych. Jednak takie urządzenie końcowe może być włączone do sieci NGN tylko poprzez sprzęt użytkownika bramy odpowiadający poziomowi dostępu. Bezpośrednie połączenie z siecią jest możliwe tylko za pomocą terminali abonenckich pakietowych pracujących z wykorzystaniem protokołów SIP i H.323.

1.3 Sprzęt NGN, jego rodzaje i klasyfikacje

Rodzaje urządzeń NGN i ich klasyfikację przedstawiono na ryc. 1.2. Jak widać na rysunku, istnieją 4 główne typy sprzętu NGN:

– sterowanie wywołaniami i przełączaniem;

– wyposażenie bramy;

– urządzenia końcowe;

- serwery aplikacji.

Rozważmy bardziej szczegółowo przeznaczenie tego rodzaju sprzętu zawartego w NGN.

Rysunek 1.2 - Typy i klasyfikacja urządzeń NGN

1.3.1 Wyposażenie NGN warstwy sterowania i przełączania połączeń

Jak pokazano na ryc. 1.2, głównym rodzajem urządzeń poziomu sterowania połączeniami i przełączaniem jest SoftSwitch i PBX z funkcjami kontrolera bramy.

Główne cechy SoftSwitch w NGN to wydajność i maksymalna liczba podstawowych połączeń obsługiwanych na jednostkę czasu. Wydajność SoftSwitch to jedna z głównych cech, na podstawie których należy dokonać wyboru sprzętu w procesie planowania i projektowania sieci.

Oprócz wcześniej omówionych funkcji, można dodać następujące główne funkcje, które są również obsługiwane przez sprzęt SoftSwitch:

– podstawową kontrolę połączeń, która zapewnia odbiór i przetwarzanie informacji sygnalizacyjnych oraz realizację działań w celu nawiązania połączenia w sieci pakietowej;

– routing połączeń w sieci pakietowej;

– rozliczanie i zbieranie informacji statystycznych;

– zarządzanie wyposażeniem bram transportowych;

– udostępnienie VAS (wdrożone w sprzęcie SoftSwitch lub razem z serwerem aplikacji).

SoftSwitch obsługuje wywołania z różnych źródeł ładowania, te źródła to:

– połączenia z terminali nieprzeznaczonych do pracy w sieciach NGN, a przyłączone poprzez wyposażenie bramek dostępowych dla mieszkańców;

– wywołania z urządzeń sieci dostępowej nieprzeznaczonych do pracy w sieciach NGN i łączonych przez urządzenia z bramami dostępowymi;

– połączenia z urządzeń korzystających z dostępu podstawowego prywatnej centrali telefonicznej (PBX) i połączone przez urządzenia z bramą dostępową;

– połączenia z sieci telekomunikacyjnej obsługiwanej z wykorzystaniem sygnalizacji ogólnokanałowej SS nr 7, z włączeniem kanałów sygnalizacyjnych bezpośrednio w SoftSwitch lub poprzez urządzenia bramek sygnalizacyjnych;

– połączenia z innych SoftSwitchów obsługiwane za pomocą sygnalizacji SIP.

Sprzęt SoftSwitch może obsługiwać następujące typy protokołów:

1) protokoły interakcji z istniejącymi fragmentami sieci PSTN, takie jak:

– interakcja bezpośrednia: SS nr 7 w zakresie protokołów dla podsystemu ISUP (Integrated Service Digital Network User Part) oraz podsystemu zarządzania połączeniami sygnalizacyjnymi (Skinny Client Control Protocol, SCCP);

– interakcja przez bramki sygnalizacyjne: podsystemy przesyłania komunikatów (Message Transfer Part 2, MTP2), poziom adaptacji sygnalizacji użytkownika MTP2 (MTP 2 User Adaptation Layer, M2UA), poziom adaptacji sygnalizacji użytkownika MTP3 (Message Transfer Part 3 User Adaptation Layer, M3UA) dla sygnalizacja transmisji SS nr 7 przez sieć pakietową;

– ISDN User Signaling Adaptation Protocol (MEGACO) do przesyłania informacji odbieranych przez systemy sygnalizacyjne za pośrednictwem dedykowanych kanałów sygnalizacyjnych (2VSC);

2) protokoły interakcji z urządzeniami końcowymi, takie jak:

– bezpośrednia interakcja z urządzeniami końcowymi sieci pakietowych (SIP i H.323);

– współdziałanie z urządzeniami bramowymi zapewniającymi podłączenie urządzeń końcowych PSTN: MEGACO (H.248) do sygnalizacji transmisji po analogowych liniach abonenckich.

– protokoły do ​​interakcji z innymi SoftSwitch: technologie SIP;

– protokoły współpracy z urządzeniami inteligentnych platform (SCP): część aplikacyjna sieci inteligentnej (Intelligent Network Application Part, INAP);

– protokoły interakcji z serwerami aplikacji: aktualnie interakcja z serwerami aplikacji;

3) stosowane są protokoły do ​​interakcji z urządzeniami bram transportowych:

– dla bram obsługujących transport IP lub IP/ATM: H.248, MGCP, IPDC;

– dla bramek obsługujących transport ATM: BICC;

4) Obsługiwane interfejsy w sprzęcie SoftSwitch:

– interfejs E1 (2048 kbit/s) do łączenia kanałów sygnałowych SS nr 7, zawarty bezpośrednio w SoftSwitch;

– interfejsy z rodziny Ethernet do podłączenia do sieci IP. Informacje sygnalizacyjne przesyłane są interfejsami Ethernet w kierunku sieci pakietowej.

1.3.2 Wyposażenie bramki NGN

Bramy to urządzenia umożliwiające dostęp do sieci i łączenie się z istniejącymi sieciami. Sprzęt bramy realizuje funkcje przekształcania informacji sygnalizacyjnych sieci z komutacją pakietów na informacje sygnalizacyjne sieci pakietowych, jak również funkcje przekształcania informacji o kanale transportowym na pakiety IP/komórki ATM i routingu pakietów IP/komórki ATM. Bramy działają w warstwie transportowej sieci.

Do podłączenia urządzeń różnych sieci dostępowych do NGN wykorzystywane są następujące typy bramek:

– brama transportowa (Media Gateway, MG) – implementacja funkcji konwersji informacji głosowych na pakiety IP/komórki ATM oraz routingu pakietów IP/komórek ATM;

– bramka sygnalizacyjna (SG) – realizacja funkcji konwersji międzyurzędowych systemów sygnalizacji sieci SS nr 7

– Trunking Gateway (TGW) – wspólna realizacja funkcji MG i SG;

– Access Gateway (AGW) – implementacja funkcji MG i SG dla urządzeń dostępowych podłączonych poprzez interfejs V5;

– Residential Access Gateway (RAGW) – realizacja funkcji przyłączania użytkowników korzystających z telekomunikacyjnych urządzeń końcowych do sieci wielousługowej.

Sprzęt bramy transportowej pełni funkcje urządzenia przetwarzającego przepływy informacji w medium transmisyjnym, a także zawiera następujące funkcje:

– funkcja adresowania: zapewnia przydzielanie adresów transportowych IP dla środków nadawania i odbierania;

– funkcja transportu: zapewnia spójny transport przepływów mediów między domeną IP a domeną sieci z komutacją łączy;

– funkcja translacji kodeków: kieruje przepływami transportu informacji między domeną IP a domeną sieci z komutacją łączy;

– funkcja prywatności kanału medialnego: gwarantuje prywatność transportu informacji do kierunku bramy;

– funkcja zakończenia transportu sieci z komutacją łączy: obejmuje implementację procedur dla wszystkich urządzeń i protokołów sieciowych niskiego poziomu;

– funkcja zakończenia transportu w sieci z komutacją pakietów: obejmuje implementację procedur wszystkich protokołów zaangażowanych w dystrybucję zasobów transportowych w sieci z komutacją pakietów, w tym procedur używania kodeków;

– funkcja przetwarzania strumienia transportowego z komutacją pakietów/z komutacją łączy: zapewnia konwersję między kanałem informacji audio, kanałem informacji faksymilowej lub kanałem danych po stronie sieci z komutacją łączy a pakietami danych po stronie sieci z komutacją pakietów;

– funkcja nośnika usług: zapewnia usługi, takie jak przesyłanie powiadomień i tonów do sieci z komutacją łączy lub sieci z komutacją pakietów;

– funkcja rejestracji użytkowania: definiuje i/lub rejestruje informacje sygnalizacyjne, informacje o odbiorze lub transmisji komunikatów przenoszonych w strumieniach transportowych;

– funkcja raportowania wykorzystania: informuje podmiot zewnętrzny o bieżącym i/lub zalogowanym wykorzystaniu (zasobów);

– funkcja zarządzania: zapewnia interakcję z systemem zarządzania siecią.

PBX z funkcjami MGC - sprzęt PBX, w którym oprócz funkcji przełączania obwodów zaimplementowano funkcje przełączania pakietów, funkcje bramy oraz częściowo funkcję SoftSwitch. Funkcjonalnie wymagania są jednocześnie nakładane na taki sprzęt, są one zdefiniowane zarówno dla SoftSwitch, jak i dla bramek.

1.3.3 Urządzenia końcowe NGN

Również w wyposażeniu urządzeń NGN na ryc. 1.2 obejmuje wyposażenie końcowe. Są to urządzenia końcowe służące do świadczenia usług łączności głosowej i multimedialnej, przeznaczone do pracy w sieciach pakietowych.

Istnieją dwa główne typy urządzeń końcowych przeznaczonych do pracy w sieciach pakietowych: terminale SIP i terminale H.323. Sprzęt ten może mieć zarówno specjalistyczne wersje sprzętowe (Standalone), jak i programowe (Softphonel).

Urządzenie końcowe obsługuje protokoły SIP lub H.323 w kierunku SoftSwitch do sygnalizacji i przełączania transmisji informacji sterujących oraz protokoły RTP/RTCP do transmisji informacji użytkownika.

Serwer aplikacji służy do udostępniania rozszerzonej listy usług dodatkowych abonentom sieci pakietowych lub abonentom uzyskującym dostęp do sieci pakietowych. Serwery aplikacji są zaprojektowane do wykonywania funkcji warstwy usług i zarządzania usługami.

Urządzenia końcowe - urządzenia końcowe służące do świadczenia usług łączności głosowej i multimedialnej oraz przeznaczone do pracy w sieciach pakietowych.

Czasami stosuje się również urządzenia końcowe oparte na protokole MEGACO. Takie urządzenie końcowe łączy w sobie funkcje analogowego aparatu telefonicznego i bramy dostępowej w zakresie konwersji sygnalizacji przez analogowe linie abonenckie. Jego funkcjonalność ogranicza się do maszyny analogowej, ale może łączyć się bezpośrednio z siecią pakietową.

Innym rodzajem urządzeń końcowych są zintegrowane urządzenia dostępowe (Integrated Access Device, IAD). Z reguły IAD zapewnia podłączenie urządzeń końcowych sieci PSTN (analogowe terminale SLT i ISDN) oraz urządzeń końcowych sieci danych. IAD implementuje funkcje konwersji protokołów sygnalizacyjnych PSTN na protokoły sieci pakietowej (SIP/H.323) oraz konwertowania przepływów informacji użytkownika między sieciami z komutacją łączy a sieciami pakietowymi.

1.3.4 Serwer aplikacji w NGN

Na zakończenie analizy sprzętu należy zwrócić uwagę na opis serwera aplikacji (rys. 1.2). Służy do udostępniania rozszerzonej listy usług dodatkowych abonentom sieci pakietowych lub abonentom uzyskującym dostęp do sieci pakietowych. Serwery aplikacji są zaprojektowane do wykonywania funkcji warstwy usług i zarządzania usługami.

Możliwe usługi serwera aplikacji można podzielić na:

– usługi podobne do usług uzupełniających konwencjonalnych sieci komutowanych (powiadamianie o połączeniach przychodzących, przekazywanie, konferencja);

– usługi zbliżone do usług inteligentnych sieci komunikacyjnych (dzwonienie za pomocą kart przedpłaconych, teległosowanie, dzwonienie bezpłatne);

– usługi specyficzne dla sieci komputerowych (komunikat interaktywny (Instant Messaging, IM), gry sieciowe dla wielu graczy);

– usługi specyficzne dla sieci szerokopasmowych (wideo na żądanie, gry na żądanie, telewizja interaktywna).

Te usługi w sieciach NGN mogą reprezentować różne kombinacje powyższych usług lub być specyficzne (specjalnie opisane) dla sieci NGN. Usługę można zastosować nie do jednego rodzaju ruchu (audio, wideo, dane), ale do dowolnej ich kombinacji z niezbędną synchronizacją przepływów informacji i niezbędną klasą usług dla każdego przepływu.

Oprócz świadczenia usługi serwer aplikacji odpowiada za interaktywne zarządzanie/konfigurację usługi przez użytkownika. Serwer aplikacji musi mieć możliwość interakcji z użytkownikiem za pośrednictwem interfejsu graficznego.

Interakcja między serwerem aplikacji a użytkownikiem sieci NGN oparta jest na modelu klient-serwer. Aplikacja podzielona jest na procesy klienta i serwera. W sieci oprócz serwerów aplikacji wykorzystywane są również następujące typy serwerów:

– serwery plików: niezorganizowane przechowywanie informacji z powszechnym dostępem;

– serwery informacyjne lub serwery baz danych wykorzystują zorganizowane przechowywanie informacji o określonej logice dostępu;

- wysoce wyspecjalizowane serwery - wykonują określone zadania w sieci, takie jak komunikacja (proxy, RAS), wyspecjalizowane sieciowe bazy danych (DHCP, DNS, WINS), interakcje (transakcje, wiadomości, poczta) i wiele innych typów (dla każdej sieci protokołu i technologii, może korzystać z własnego serwera).

Serwer aplikacji jest przeznaczony do wykonywania procesów aplikacji. W takim przypadku logika funkcjonalna jest hostowana na serwerze, a logika prezentacji jest hostowana na kliencie. Głównym zadaniem serwera aplikacji jest zapewnienie maksymalnego stopnia dostępności danej usługi (usługi), a także uniwersalnego interfejsu do interakcji z klientem, z uwzględnieniem możliwości technicznych terminala użytkownika i kanału komunikacyjnego.

W ciągu ostatnich 10 lat szybko rozwijały się i upowszechniały nowe usługi komunikacyjne, poprawiła się również jakość usług tradycyjnych. Jednocześnie realizacja różnych usług wymaga odpowiedniego rozwoju sieci komunikacyjnych, aw szczególności ich infrastruktury transportowej. Światowa społeczność telekomunikacyjna doszła do wniosku, że konieczne jest stworzenie nowej generacji sieci, tzw. NGN (Next Generation Networks, por. PC Week/RE, nr 36/2005, s. 26).

Co to jest NGN?

Z przeprowadzonej analizy wynika, że ​​producenci sprzętu telekomunikacyjnego i operatorzy telekomunikacyjni często używają terminu NGN jako hasła marketingowego w odniesieniu do nowych rozwiązań, różniących się od tradycyjnych, opartych na technologii TDM (Time Division Multiplexing). Jednocześnie NGN oznacza jedynie, że sieci w przyszłości powinny być inne. W różnych krajach iw różnym czasie termin NGN był wypełniony bardzo różną treścią.

Jak zauważono w raporcie „Perspektywy rosyjskiego rynku wielousługowych sieci transportowych nowej generacji (NGN)”, przygotowanym przez firmę analityczną Modern Telecommunications (www.modetel.ru), złożoność badania rynku NGN polega na tym, że jego uczestnicy, w tym rosyjscy W oparciu o ich specyficzne zainteresowania, rozwiązania nowej generacji często oznaczają i oferują nie tylko złożone (kompletne) systemy klasy NGN, ale także ich poszczególne elementy.

– Poważnym problemem związanym z NGN w Rosji jest substytucja koncepcji NGN – potwierdza Aleksander Kukudzhanov, dyrektor generalny NATEX Networks. „Niektóre firmy, próbując ukryć się za tym modnym hasłem, oferują tę samą transmisję ISDN lub Ethernet w tradycyjnych sieciach TDM, argumentując, że ta usługa umożliwia przesyłanie głosu i danych”.

Zalecenia Międzynarodowego Związku Telekomunikacyjnego (ITU lub ITU) podają następującą definicję sieci nowej generacji: „NGN to sieć z komutacją pakietów zdolna do świadczenia usług telekomunikacyjnych przez szerokopasmowe technologie transportowe które wspierają jakość usług (QoS), w których dostarczana funkcjonalność jest niezależna od wykorzystywanych technologii transportowych.”

Cechą charakterystyczną modelu NGN proponowanego przez Sektor Normalizacji Telekomunikacji ITU (ITU-T) jest podział funkcjonalny na dwa poziomy: usługi i transport. Warstwa usług implementuje funkcje aplikacji związane z żądanymi usługami, na przykład organizacją transmisji głosu, wideo lub ich kombinacji. Warstwa transportowa zapewnia funkcję dostarczania dyskretnych informacji dowolnego typu między dowolnymi dwoma geograficznie oddzielonymi punktami. Ogólnie w warstwie transportowej można zastosować dowolną technologię przełączania pakietów. Jednak ITU-T uważa, że ​​IP jest preferowanym protokołem do organizowania usług NGN, ponieważ ma największą kompletność do realizacji zadań sieci nowej generacji.

Sieci NGN muszą również:

• wspierać identyfikację i lokalizację abonenta, aby osiągnąć mobilność usług;
• wchodzić w interakcje z istniejącymi sieciami telekomunikacyjnymi;
• zapewniają bezpieczeństwo informacji i zapewniają różne poziomy jakości usług.

Jednocześnie materiały Europejskiego Instytutu Norm Komunikacyjnych ETSI rozważają dwie skrajne opcje rozwoju NGN. W pierwszym przypadku NGN jest niezależnym sieć globalna, konkurując z publiczną komutowaną siecią telefoniczną (PSTN), Internetem i sieciami rozgłoszeniowymi. W drugim przypadku nie ma globalnej sieci, a technologia NGN jest wykorzystywana do aktualizacji PSTN i ewentualnie sieci internetowych i rozgłoszeniowych.

Zgodnie z zatwierdzonymi w 2001 r. przez Ministerstwo Komunikacji Federacji Rosyjskiej „Postanowieniami koncepcyjnymi dotyczącymi budowy sieci wielousługowych w połączonej sieci komunikacyjnej [VSS] Rosji”, „sieci NGN powinny zapewniać nieograniczony zestaw usług o elastycznych możliwościach za ich zarządzanie, personalizację i tworzenie nowych usług poprzez unifikację rozwiązań sieciowych”.

Ten dokument definiuje również następujące właściwości NGN:

• multiusługa, która odnosi się do niezależności sposobów świadczenia usług od technologii transportowych;
• szerokopasmowy, czyli możliwość elastycznej i dynamicznej zmiany szybkości przesyłania informacji w szerokim zakresie zgodnie z aktualnymi potrzebami użytkownika;
• multimedia - zdolność sieci do przesyłania informacji wieloskładnikowych (mowa, dane, wideo, audio) z niezbędną synchronizacją tych składników w czasie rzeczywistym i wykorzystaniem złożonych konfiguracji połączeń;
• inteligencja, czyli możliwość kontrolowania usługi, połączenia i połączenia przez użytkownika lub usługodawcę;
• niezmienność dostępu – możliwość zorganizowania dostępu do usług niezależnie od zastosowanej technologii;
• „multioperator”, co odnosi się do udziału kilku operatorów w procesie świadczenia usługi oraz podziału odpowiedzialności pomiędzy nich zgodnie z obszarami działalności.

NGN - ulepszone połączenie PSTN i Internetu?

Na podstawie analizy aktualnych dokumentów koncepcyjnych i ocen eksperckich można stwierdzić, że NGN jest uniwersalną siecią wielozadaniową przeznaczoną do przesyłania głosu, obrazów i danych z wykorzystaniem technologii przełączania pakietów.

W istocie NGN jest wynikiem połączenia sieci internetowej i telefonicznej, łącząc ich najlepsze cechy. W praktyce oznacza to gwarantowaną jakość głosu i danych, także w zastosowaniach o znaczeniu krytycznym.

W związku z tym NGN ma pewien stopień niezawodności charakterystyczny dla sieci PSTN i zapewnia: niska cena transmisja na jednostkę objętości informacji, zbliżona do kosztu transmisji danych przez Internet.

Zgodnie z którąkolwiek z obecnych koncepcji w warstwie transportowej, NGN powinno zapewnić stworzenie w pełni połączonej infrastruktury do transmisji danych pakietowych różnych typów z obsługą QoS.

Zamiast paradygmatu kanałowego przyjętego w tradycyjnych sieciach, w którym połączenia między abonentami budowane są na zasadzie punkt-punkt, NGN realizuje przejście do ideologii wirtualnych sieci prywatnych (VPN), które organizują dostawę usług do końca użytkownika przez protokół IP. Dlatego fundamentem NGN jest wieloprotokołowa/wielousługowa sieć komunikacyjna oparta na pakietowej transmisji danych, która zapewnia transfer heterogenicznego ruchu przy użyciu różnych protokołów transmisji.

Na wyższych poziomach modelu OSI, sieci nowej generacji otwierają bogactwo możliwości budowania usług nakładkowych na bazie uniwersalnego medium transportowego, od telefonii pakietowej (VoIP) po interaktywną telewizję i usługi internetowe. NGN charakteryzuje się dostępnością usług niezależnie od lokalizacji użytkownika i interfejsów, z których korzysta (Ethernet, xDSL, Wi-Fi itp.). W ten sposób każda usługa utworzona w dowolnym miejscu w sieci NGN staje się dostępna dla każdego konsumenta.

Należy zwrócić uwagę na jedną okoliczność, która komplikuje analizę rynku sprzętu NGN. Obecnie istnieje również koncepcja NGN, w której kluczowe miejsce zajmuje pojęcie „usługi” – NGS (New Generation Services).

Zależność infrastruktury sieciowej od nowych usług znalazła odzwierciedlenie w pracach forum 3GPP (3rd Generation Partnership Project), które zaproponowało koncepcję IMS (IP Multimedia Subsystem) jako rozwinięcie ideologii NGN. Zgodnie z tą koncepcją platforma IMS staje się centrum sieci nowej generacji, wokół którego powstaną kolejne warstwy funkcjonalnego modelu NGN.

Dokumenty normatywne NGN

Tworzenie międzynarodowych standardów NGN, jak już wspomniano, jest prowadzone przez ITU, ETSI i 3GPP. I choć trwają już ponad rok, ta działalność jest wciąż na wczesnym etapie. W 2004 roku opublikowano pierwsze zalecenia ITU w tej sprawie:

• Y.2001 (12/2004) „Ogólny przegląd NGN”;
• Y.2011 (10/2004) „Ogólne zasady i ogólny model odniesienia w następnym sieci wytwórczych".

Zdaniem ekspertów zalecenia te jedynie zarysowują kształt NGN, stwarzają więcej problemów do opracowania niż oferują rozwiązania techniczne. W sektorze ITU-T planowany jest szeroki program standaryzacji NGN, oparty na dużym backlogu w postaci aktualnych rekomendacji (dotyczących sieci optycznych, sieci IP, usług multimedialnych, jakości usług itp.).

Obecnie standaryzacja NGN jest uznawana za jeden z priorytetów ITU-T w okresie studiów 2005-2008. Na przykład Study Group 13 zawiera czternaście pytań, z których dziesięć jest poświęconych NGN. Przewiduje się, że w najbliższych latach seria zaleceń Y.2000 zostanie uzupełniona, a na rynku pojawią się technologie NGN spełniające te zalecenia.

Należy zauważyć, że opracowanie standardów IMS dla sieci konwergentnych (stacjonarnych i mobilnych) nowej generacji, realizowany przez ETSI (komitet TISPAN – The Telecom & Internet converged Services & Protocol for Advanced Networks), z uwzględnieniem zaleceń 3GPP/3GPP2 (3GP Project-2), również jest na wczesnym etapie. W grudniu 2005 roku opublikowano pierwszy, podstawowy standard, ETSI NGN Release 1.

I choć ramy regulacyjne dla sieci nowej generacji są wciąż słabo rozwinięte, wdrożenia NGN/NGS na całym świecie idą pełną parą. Według prognoz Yankee Group od 2005 do 2008 roku. wielkość rynku infrastruktury sieciowej i usług nowej generacji wzrośnie z 3,5 do 6,7 mld dolarów, a roczna stopa wzrostu to 24%. W regionie EMEA rynek będzie się rozwijał w tempie co najmniej 22% rocznie i wzrośnie z 0,833 USD do 1,5 mld USD.

W naszym kraju rozwój ram regulacyjnych i prawnych branży w kwestiach NGN odbywa się z uwzględnieniem specyfiki rosyjskiej i aktualnych standardów międzynarodowych proponowanych przez ITU, ETSI i 3GPP. Główne organizacje branżowe zaangażowane w tworzenie ram regulacyjnych dla NGN to TsNIIS w Moskwie i LONIIS w Petersburgu.

Należy zauważyć, że w Rosji nie ma przyjętych dokumentów podobnych do powyższych zaleceń międzynarodowych. Obecnie ZNIIS zaleca rosyjskim operatorom korzystanie z lat 2001 i 2011 przy opracowywaniu strategii rozwoju w kierunku NGN.

W Rosji istnieje szereg dokumentów na poziomie koncepcyjnym na temat wdrażania NGN. Zostały one przyjęte w różnym czasie od 2001 roku i zdaniem ekspertów w wielu punktach już są sprzeczne z nowoczesnymi koncepcjami i zaleceniami międzynarodowymi. Niemniej jednak, realizując projekty NGN, nasi uczestnicy rynku muszą wziąć pod uwagę, oprócz wyżej wymienionego podstawowego materiału „Postanowienia koncepcyjne dotyczące budowy sieci wielousługowych na VSS Rosji”, wymagania dwóch kolejnych dokumentów na poziomie koncepcyjnym - przewodnie materiały techniczne „Modernizacja sieci dostępowych” (2003) oraz „Zasady budowy wielousługowych lokalnych sieci telekomunikacyjnych” (2005).

Do tej pory rozwój ram prawnych Federacji Rosyjskiej w kwestiach komunikacyjnych odbywał się głównie z uwzględnieniem tradycyjnej architektury sieci. Ustawa „O komunikacji” i przyjęta w latach 2004-2005. na jej podstawie regulaminy nie uwzględniają zmian w krajobrazie telekomunikacyjnym, aw szczególności procesów konwergencji usług sieci telekomunikacyjnych i usług informacyjnych.

Raport „Nowoczesnej telekomunikacji” wskazuje, że NGN należy uznać za sieci teleinformatyczne. Te ostatnie nie są już sieciami komunikacyjnymi, nie można ich jednoznacznie uregulować zgodnie z ustawą „O komunikacji”. Problemy regulacji rynku NGN w Rosji dotyczą również aspektów licencjonowania działalności operatorskiej, budowania sieci, dołączania do innych sieci, numeracji, systemu środków operacyjno-rozpoznawczych (SORM) itp.

Dalszy rozwój rynku NGN wymaga dostosowania wielu podstawowych dokumentów regulujących rynek telekomunikacyjny Federacji Rosyjskiej, takich jak Ustawa „O łączności”, zasady łączenia sieci telekomunikacyjnych i ich interakcji, zasady świadczenia usług komunikacyjnych, itp.

„Regulacja prawna tej kwestii jest jednym z czynników odstraszających rozwój sieci NGN w Federacji Rosyjskiej” – skarży się Aleksander Kukudzhanov. - Zgodnie z definicją NGN jest siecią transmisji danych z komutacją pakietów, która zapewnia gwarantowaną jakość transmisji różnych informacji z możliwością świadczenia nieograniczonego zestawu usług klientowi. Jednocześnie, zgodnie z „Zasadami łączenia sieci telekomunikacyjnych i ich interakcji”, zatwierdzonymi przez Rząd Federacji Rosyjskiej w dniu 28 marca 2005 r., W naszym kraju prawnie dozwolone są tylko dwie grupy sieci: telefoniczna i określona według technologii. Do pierwszej grupy należą stacjonarne sieci telekomunikacyjne i ruchome sieci radiowe, a druga grupa, oprócz sieci transmisji danych, obejmuje sieci telegraficzne i nadawcze telewizyjne i radiowe. Innymi słowy, zasady opierają się na zasadzie „jedna sieć – jedna usługa”, która do niedawna miała prawo istnieć, ale teraz jest całkowicie przestarzała”.

W efekcie operatorzy idą pod mieczem Damoklesa: z jednej strony zmuszeni są do reagowania na działania konkurencji i potrzeby rynku, z drugiej do przestrzegania prawa. Przykładem jest niedawny konflikt między Rossvyaznadzorem a MTU-Intelem o projekt Stream-TV, ze względu na fakt, że w tej chwili nie ma jasno regulujących dokumentów, które określałyby zasady nadawania programów telewizyjnych w sieciach transmisji danych. Dlatego warto teraz zacząć przerabiać obecne ramy regulacyjne zgodnie z nowymi realiami świata telekomunikacyjnego.

Według ekspertów „Nowoczesnej telekomunikacji” nadszedł czas na opracowanie rosyjskiej ustawy „O telekomunikacji”, mającej na celu usprawnienie relacji w świadczeniu nowoczesnych usług teleinformatycznych.

Miejsce NGN w Zunifikowanej Sieci Telekomunikacyjnej Federacji Rosyjskiej

Zunifikowana sieć telekomunikacyjna kraju składa się z publicznych sieci komunikacyjnych zlokalizowanych na terytorium Federacji Rosyjskiej (PSTN); dedykowane sieci komunikacyjne; technologiczne sieci komunikacyjne połączone z SSOP; sieci specjalnego przeznaczenia i inne sieci komunikacyjne do przesyłania informacji za pomocą systemów elektromagnetycznych.

Rozmieszczenie NGN w Federacji Rosyjskiej odbywać się będzie na dwóch poziomach – regionalnym i głównym (w tym komponentu międzyregionalnego).

Na poziomie regionalnym (poziom podmiotów Federacji Rosyjskiej i miast) tworzone są sieci nowej generacji w celu zapewnienia przyłączenia abonentów oraz świadczenia zarówno usług transportowych, jak i aplikacyjnych. Ponadto mogą łączyć się z usługami informacyjno-komunikacyjnymi innych sieci regionalnych.

Na poziomie szkieletowym (federalnym, okręgów federalnych Federacji Rosyjskiej) każda utworzona sieć NGN powinna być odpowiedzialna za przejrzysty tranzyt ruchu konwergentnego otrzymywanego z segmentów regionalnych.

Jednocześnie główną cechą architektury NGN jest to, że transmisja i trasowanie pakietów oraz podstawowe elementy infrastruktury transportowej (kanały, routery, przełączniki, bramy) są fizycznie i logicznie odseparowane od urządzeń i mechanizmów zarządzania połączeniami i dostęp do usług. W konsekwencji, w ogólnej architekturze sieci komunikacyjnych nowej generacji, sieci transportowe są częścią NGN zarówno na poziomie regionalnym, jak i szkieletowym.

Operatorzy zarówno publicznych sieci komunikacyjnych (stacjonarnych i mobilnych), jak i technologicznych sieci komunikacyjnych – resortowych i korporacyjnych – są w równym stopniu zainteresowani rozwojem nowoczesnych podejść do budowy sieci transportowych NGN. Pomimo tego, że technologiczne sieci komunikacyjne mają z reguły pewną orientację zawodową i specjalizację, ideologia NGN jest również brana pod uwagę w ich rozwoju.

W Rosji działa łącznie kilka tysięcy operatorów sieci komunikacyjnych. Dlatego w ramach niniejszego artykułu do analizy głównych segmentów rynku telekomunikacyjnego (sieci stacjonarne i technologiczne, sieci komórkowe itp.), w których istotne jest wykorzystanie NGN, wybrano tylko największe z nich.

Rynek stacjonarny – w kierunku Triple Play

Światowy trend integracji telekomunikacji i technologii informatycznych nabiera rozpędu na rosyjskim rynku telekomunikacyjnym, co doprowadziło do pojawienia się całej gamy usług nowego typu - infokomunikacji. Rośnie zainteresowanie konsumentów końcowych nowymi usługami, maleją dochody operatorów z tradycyjnych usług komunikacyjnych, nasila się konkurencja na wszystkich poziomach działalności operatorskiej, a rynek się konsoliduje.

„Ilustrującym przykładem jest firma Dalsvyaz, która w ciągu jednego roku w Magadanie zastąpiła starą giełdę współrzędnych o pojemności 200 000 numerów siecią NGN i zaczęła świadczyć usługi” — powiedział Sergey Sazonov, dyrektor ds. współpracy ze strategicznymi dostawcami w Verysell Projects. - Na początku nic się nie zmieniło dla abonentów: ta sama słuchawka, te same numery, ta sama numeracja. Ale w przyszłości pozwoli to operatorowi na uzyskanie znacznych dochodów od abonentów poprzez oferowanie różnych dodatkowe gatunki serwis".

Takie czynniki stwarzają bowiem przesłanki do wprowadzenia przez operatorów szerokiej gamy nowych usług. Według statystyk operatorów, dochód od jednego użytkownika nowych usług telekomunikacyjnych jest kilkukrotnie wyższy niż od tradycyjnego abonenta telefonii.

Czołowi rosyjscy operatorzy stacjonarni (oddziały RTO Svyazinvest, duzi alternatywni operatorzy regionalni) polegają na świadczeniu usług Triple Play, które promują na rynku jako usługi NGN (lub NGS).

Wprowadzenie Triple Play zapewnia usługi dostarczania wideo i różnego rodzaju treści wraz z tradycyjnymi usługami transmisji głosu i danych. Z reguły rozwiązania te umożliwiają oferowanie abonentom nie tylko tradycyjnych usług sieciowych telewizja kablowa, ale także unikalne usługi, które są możliwe tylko w sieciach pakietowych.

Obecni rosyjscy operatorzy sieci świadczący usługi Triple Play już z reguły stworzyli i wykorzystują wielousługowe sieci transportowe nowej generacji oraz aktywnie wdrażają platformy dostępu wielousługowego NGN. Ale w niedalekiej przyszłości operatorzy ci będą musieli również rozwijać NGN i zwiększać pasmo zgodnie z przewidywanym wzrostem liczby abonentów i wolumenu ruchu multimedialnego. Nowi gracze na rynku Triple Play będą musieli najpierw zbudować wielousługowe sieci transportowe NGN o dużej pojemności.

Należy również zauważyć, że wdrażając NGN, tradycyjni operatorzy sieci stacjonarnych często dążą do innego celu – zmniejszenia kosztów kapitałowych i operacyjnych poprzez stworzenie jednego wielousługowego środowiska transportowego dla ruchu głosowego i danych.

„W porównaniu z tradycyjnymi sieciami telekomunikacyjnymi, sieci budowane przy użyciu technologii NGN lepiej nadają się do świadczenia usług konwergentnych, w których to właśnie interakcja i przenikanie się podstawowych usług telekomunikacyjnych tworzy nową jakość konsumencką”, mówi Sergey Mishenkov, dyrektor techniczny firmy operatorskiej ASVT . „Dziś zarówno użytkownicy prywatni, jak i korporacyjni potrzebują takich usług, a zapotrzebowanie na nie będzie tylko rosło”.

To jego zdaniem jest powodem poważnego zainteresowania rosyjskich operatorów telekomunikacyjnych technologią NGN. Jednocześnie w obecnych ramach regulacyjnych jakoś zapomniano o usługach konwergentnych. „To prawda, że ​​widać już pierwsze kroki w celu naprawienia tej sytuacji, na przykład pojawiła się koncepcja usług związanych z technologią” – zauważył Mishenkov. „Prawdopodobnie jest to kierunek, w którym ramy regulacyjne będą się rozwijać w nadchodzących latach”.

Rynek telefonii komórkowej — w kierunku 2,5G/3G

Systemy komunikacji mobilnej to jeden z najważniejszych i dynamicznie rozwijających się segmentów krajowego rynku telekomunikacyjnego, a także jeden z największych rynków telefonii komórkowej na świecie. W Federacji Rosyjskiej ponad 98% rynku telefonii komórkowej zajmują operatorzy działający w standardzie GSM (900/1800 MHz). Spośród innych cyfrowych standardów komórkowych, IMT MC 1X w paśmie 450 MHz ma perspektywy rozwoju.

Operatorzy sieci GSM w warunkach zbliżającego się nasycenia rynku aktywnie wdrażają rozwiązania 2.5G - sieci pakietowej transmisji danych GPRS i EDGE. Taki rozwój rosyjskiego rynku komórkowego będzie wymagał od operatorów sieci GSM/GPRS/EDGE i IMT-MC 1X EV-DO znacznego zwiększenia przepustowości infrastruktury transportowej (na poziomie regionalnym i makroregionalnym), optymalizacji jej zarówno ruch głosowy, jak i rosnący ruch danych.

Według VimpelCom, który systematycznie wdraża sieci EDGE w rosyjskich regionach, udział nakładów inwestycyjnych na zwiększenie przepustowości sieci transportowej wyniesie 54% całkowitych kosztów budowy sieci EDGE.

Inny operator komórkowy, MegaFon-Moskwa, poszerzając obszar świadczenia usług w obszarze metropolitalnym i wprowadzając EDGE, musiał skierować znaczne wysiłki na rozwój sieci transportowej. I zrobił to, według Igora Parfenowa, dyrektora generalnego firmy, na platformie NGN (zob. PC Week / RE, nr 33/2006, s. 25).

Wdrożenie IP Core Network przez operatorów sieci GSM i IMT-MC 1X ułatwia orientacja na wdrożenie platformy IMS. Od 2005 roku rozwiązania IMS są aktywnie oferowane Rosjanom operatorzy komórkowi czołowi światowi producenci urządzeń infrastruktury komórkowej (Ericsson, Huawei Technologies, Lucent Technologies, Siemens itp.). Ponadto krajowi operatorzy GSM (przede wszystkim MTS, VimpelCom i MegaFon), zamierzający w latach 2006-2007 uczestniczyć w konkursie o licencje 3G/UMTS, będą musieli zwiększyć przepustowość infrastruktury swoich sieci transportowych w celu wdrażania nowych sieci komórkowych opartych na nich i dając możliwość przepuszczania znacznych ilości ruchu multimedialnego.

W konsekwencji czołowi rosyjscy operatorzy sieci GSM/GPRS/EDGE (a w niedalekiej przyszłości 3G/UMTS), a także operatorzy sieci IMT-MC 1X EV-DO, są potencjalnymi odbiorcami rozwiązań do tworzenia nowej generacji wielousługowe sieci transportowe (lub sieć szkieletowa IP).

Wynajem kanały cyfrowe przejście na IP VPN

Wysokie ceny w Rosji za dzierżawę dedykowanych kanałów cyfrowych (sieci szkieletowej i wewnątrzstrefowej) oraz związane z tym wysokie koszty wdrażania korporacyjnych sieci komunikacyjnych opartych na kanałach dedykowanych przyczyniają się do wzrostu rynku IP VPN.

Usługa IP VPN jest bardzo wygodna dla użytkowników korporacyjnych, którzy mają kilka biur z sieci lokalne i tych, którzy chcą połączyć te sieci w jedną przestrzeń informacyjna, chroniony przed ruchem publicznym przez technologię VPN.

Pomiędzy odległymi geograficznie segmentami sieci korporacyjnej poprzez kanały IP VPN możliwe jest przesyłanie dowolnych informacji przesyłanych protokołem IP. Liczba punktów połączeń w sieci VPN nie jest ograniczona. Usługa IP VPN opiera się na wykorzystaniu zasobów wielousługowej sieci transportowej IP MPLS.

W 2005 roku Federacja Rosyjska doświadczyła gwałtownego wzrostu popytu ze strony dużych i średnich przedsiębiorstw na usługi IP VPN. Według RosBusinessConsulting średnioroczne tempo wzrostu usług IP VPN oszacowano na 25%.

Sektor IP VPN zdominowany jest przez dwa wyraźne trendy – wzrost przepustowości dostępnych portów oraz szybki rozwój geografii usługi. Według firm operatorskich usługa IP VPN jest obecnie jedną z najpopularniejszych na rosyjskim rynku transmisji danych.

Usługi IP VPN są oferowane przez prawie wszystkich głównych rosyjskich operatorów transmisji danych działających w Moskwie i Sankt Petersburgu (Ekvant, TransTeleCom, RTComm, Golden Telecom, RTO Svyazinvest, Comstar-OTS i wielu innych). Ponieważ posiadanie IP VPN w portfolio usług stało się prestiżowe, ich świadczenie deklarują również mniejsi operatorzy.

Wolumen segmentu IP VPN, według szacunków Boston Consulting Group, w 2005 roku wyniósł około 70-80 milionów dolarów, w 2006 roku wolumen i udział VPN wśród innych usług komunikacyjnych będzie tylko rósł. Wynika to z gwałtownego wzrostu zapotrzebowania zarówno na organizację szybkich, bezpiecznych sieci korporacyjnych, jak i na wzrost wolumenu wszelkiego rodzaju przesyłanych informacji (dane, głos i wideo).

Tym samym rozwój sieci IP VPN przez rosyjskich operatorów przyczynia się do wzrostu ich zapotrzebowania na rozwiązania dla wielousługowych sieci transportowych NGN opartych na IP MPLS.

Sieci technologiczne zmierzają w kierunku NGN

Jednym z istotnych segmentów rosyjskiego rynku telekomunikacyjnego, który w warunkach wzrostu gospodarczego w kraju wymaga również odpowiedniego rozwoju i wdrażania nowych rozwiązań technologicznych, są technologiczne sieci komunikacyjne (TCN) – wydziałowe i korporacyjne.

Rozważymy ogólne problemy modernizacji TSS (z uwzględnieniem trendów NGN) na przykładzie rozproszonych geograficznie sieci dużych rosyjskich korporacji i departamentów (kompleksy naftowo-gazowe, energetyczne, transportowe).

TSS tych wydziałów charakteryzuje się następującymi cechami, które przede wszystkim determinują specyficzne problemy pojawiające się podczas ich modernizacji. Typowa architektura – sieć jest rozciągnięta wzdłuż głównej komunikacji wydziału, co determinuje: duża liczba punkty wejścia-wyjścia informacji i transferów (tranzytów) w takich sieciach. Urządzenia przełączające są najczęściej reprezentowane przez różne systemy (od elektromechanicznych po najnowocześniejsze), z reguły od różni producenci. Odnotowuje się duży zakres używanych interfejsów i protokołów sygnalizacyjnych.

Historycznie każdy departament w Federacji Rosyjskiej ma swój własny (aw niektórych przypadkach więcej niż jeden) system sygnalizacji. Podczas aktualizacji TSS konieczne jest podjęcie decyzji, który ze starszych interfejsów i protokołów pozostanie w sieci i do jakiego momentu, a także który standardowe interfejsy a protokoły przyjdą je zastąpić.

To właśnie te kwestie są obecnie uważane za najważniejsze w opracowywaniu strategii rozwoju sieci komunikacji korporacyjnej. Ponadto modernizacja setek węzłów i tysięcy linii komunikacyjnych w TSS powinna przebiegać bez przerw w wsparciu informacyjnym struktur zarządzania i urzędników komunikacją technologiczną.

Duże korporacje z reguły mają licencje na świadczenie różnych usług komunikacyjnych, w tym lokalnej łączności telefonicznej, dzierżawy kanałów, korzystania z przemienników kosmicznych, świadczenia usług łączności międzymiastowej i międzynarodowej. Podczas dzisiejszej modernizacji TSS powstają najbardziej obiecujące rozwiązania technologiczne, które pozwalają korporacjom skutecznie konkurować z innymi operatorami w zasięgu TSS.

W wyniku modernizacji nowoczesna sieć oddziałowa (korporacyjna) powinna zapewniać, a każdy użytkownik korporacyjny powinien otrzymać pełen zakres usług technologicznych, ogólnoprodukcyjnych i handlowych. Jednocześnie konieczne jest zapewnienie niezawodności i efektywności komunikacji o parametrach odpowiadających międzynarodowym rekomendacjom. Taka sieć tworzy jedną przestrzeń informacyjną wydziału (korporacji), w której użytkownik może połączyć się z nią z dowolnego miejsca i odbierać wszystkie usługi dostępne w ramach władzy publicznej (telefonia, transmisja danych, audio i wideokonferencje, dostęp do długich -sieci odległościowe i międzynarodowe, kontrolowany dostęp w Internecie itp.).

Konieczność utrzymania stałej dostępności sieci i systemów, zaawansowane przekwalifikowanie użytkowników i personelu konserwacyjnego, znaczne nakłady inwestycyjne na zakup sprzętu nowej generacji determinują celowość stopniowej ewolucji złożonych sieci korporacyjnych do perspektywy NGN.

„Dla dużych, rozproszonych geograficznie organizacji, które wdrażają nowoczesne IS, sieci NGN są przedmiotem zainteresowania przede wszystkim jako dobrze zarządzana elastyczna infrastruktura telekomunikacyjna, która pozwala przedsiębiorstwu dostroić przetwarzanie różnych rodzajów ruchu, biorąc pod uwagę nie tylko jego rodzaj, ale także specyficzne potrzeby konkretnych programy użytkowe, - mówi Grigorij Sizonenko, dyrektor generalny innowacyjnej i wdrożeniowej firmy IVK. - Ponadto wybrany poziom usługi jest ustalony w umowie o gwarantowanym poziomie usług (SLA) i jest gwarantowany przez operatora w przypadku jakichkolwiek zmian obciążenia sieci. W ten sposób NGN przejmuje niektóre funkcje, za które tradycyjnie odpowiada oprogramowanie infrastrukturalne klasy middleware. Jednocześnie tryby działania infrastruktury i oprogramowania aplikacyjnego muszą być powiązane z odpowiednimi parametrami SLA. W konsekwencji pojawia się zadanie skoordynowanego zarządzania NGN, infrastrukturą middleware i oprogramowaniem aplikacyjnym, a to wymaga ścisłej integracji systemów zarządzania dla wszystkich „warstw” SI. Rozwój modułów integracyjnych wymaga wysokich kwalifikacji, a rosyjscy programiści mogliby to zrobić.”

„Patrząc wstecz, dochodzę do wniosku, że 80% usług NGN można wdrożyć w tak zwanych tradycyjnych sieciach” – mówi Sergey Sazonov. - Niech będzie drożej, ale technicznie całkiem wykonalne. NGN to nowe słowo w marketingu. Teraz wszyscy dostawcy mają coś od NGN.”

Rzeczywiście, według Aleksandra Goltsova, dyrektora technicznego NVision Group, od kilku lat krajowi integratorzy systemów aktywnie oferują projekty NGN zarówno użytkownikom korporacyjnym, jak i operatorom telekomunikacyjnym. Jednocześnie takie rozwiązania pozwalają na wprowadzenie usług Triple Play w możliwie najkrótszym czasie.

„Integratorzy często mają w swoim arsenale rozwiązania zarówno dla operatorów budujących sieci od podstaw, jak i dla płynnego przejścia na sieci nowej generacji” – powiedział. „Jednak tylko liderzy rosyjskiego rynku integracji systemów wdrażają takie rozwiązania, przede wszystkim dlatego, że są one złożone, operatorzy podchodzą do tych projektów bardzo ostrożnie i ufają im tylko tym, którzy mają duże doświadczenie na tym poziomie.”

Istnieją jednak inne poważne przeszkody do rozważenia. – Z jednej strony jest doświadczenie operatorów, przede wszystkim europejskie, w budowaniu takich sieci, jest dość duży wybór i wsparcie ze strony producentów – podkreślał Michaił Tałow, wiceprezes BCC. „Z drugiej strony nie ma ugruntowanego modelu biznesowego świadczenia usług na rynku rosyjskim, dlatego operatorzy telekomunikacyjni często stosują metodę prób i błędów przy wprowadzaniu nowych usług na rynek”.

Pomimo pewnej słabości ram regulacyjnych i znacznego ryzyka opanowania złożonych systemów, w kraju wdrożono już dziesiątki struktur NGN. To prawda, według ekspertów, przy takim tempie wdrażania, proces przejścia na NGN w Rosji ze względów ekonomicznych, organizacyjnych, legislacyjnych i innych może trwać kilkadziesiąt lat. Ale krajowi eksperci nie tracą nadziei. „Wierzę, że wymagania rynku i zdrowy rozsądek pokonają biurokratyczną machinę, a technologie NGN zostaną „zalegalizowane”, jest przekonany Kukudzhanov. „Wszyscy gracze rynkowi to rozumieją i jestem pewien, że odpowiednie uzupełnienia do prawa („O komunikacji” – wyd.) zostaną przyjęte wszelkimi sposobami”.

Masowe wprowadzanie sieci nowej generacji w Rosji, zdaniem Talova, będzie stymulowane przede wszystkim chęcią wejścia na rynek samych operatorów z nowymi usługami oraz popytem na takie usługi z rynku.

Tworzenie sieci wielousługowych opiera się na koncepcji sieci komunikacyjnych nowej generacji.

Sieć komunikacyjna nowej generacji (NGN – Next Generation Network) – koncepcja budowy sieci komunikacyjnych zapewniających świadczenie nieograniczonego zestawu usług z elastycznymi możliwościami ich zarządzania, personalizacji i tworzenia nowych usług poprzez unifikację rozwiązań sieciowych, polegającą na wdrożenie uniwersalnej sieci transportowej z rozproszonym przełączaniem, funkcje do obsługi węzłów końcowych sieci oraz integracja z tradycyjnymi sieciami komunikacyjnymi.

Podstawą sieci NGN jest sieć wieloprotokołowa - sieć komunikacji transportowej będąca częścią sieci wielousługowej zapewniającej transfer różne rodzaje informacje z wykorzystaniem różnych protokołów transmisji, które mogą obejmować:

1. węzły tranzytowe - wykonują funkcje przesyłania i przełączania;

2. węzły końcowe (graniczne) - zapewniają abonentom dostęp do sieci wielousługowej, a także mogą pełnić funkcje węzłów usługowych poprzez dodanie funkcji świadczenia usług.

3. sterowniki sygnalizacji - realizują funkcje przetwarzania informacji sygnalizacyjnych, zarządzania połączeniami i połączeniami;

4. bramki - umożliwiają łączenie tradycyjnych sieci komunikacyjnych (PSTN, STN, SPS).

Ogólna charakterystyka NGN zgodnie z definicją Międzynarodowej Unii Telekomunikacyjnej (ITU) i Europejskiego Instytutu Norm Telekomunikacyjnych (ETSI) to:

Rozdzielenie funkcji przesyłania i funkcji sterowania przesyłaniem informacji przez sieć;

Oddzielenie funkcji usługowych i aplikacyjnych od podstawowych funkcji połączeniowych (od komponentu telekomunikacyjnego).

NGN jest więc architekturą rozproszoną, w której komunikacja między komponentami odbywa się za pośrednictwem otwartych interfejsów.

Aktualne trendy w transformacji architektury sieci rozwijają idee dekompozycji monolitycznej infrastruktury istniejącej sieci na konstrukcję w postaci kilku warstw, z których każda może być tworzona niezależnie od pozostałych zgodnie z zasadami systemów otwartych .

Najniższą płaszczyzną jest warstwa dostępowa i transportowa, oparta na trzech mediach transmisyjnych: kablu metalowym, kablu optycznym i kanałach radiowych. Utrzymanie wielousługowych koncentratorów abonenckich zapewni dostęp do możliwości sieci wielousługowej abonentom ubiegającym się o usługi szerokopasmowej sieci wielousługowej.

Poziomy wymiany i sterowania oparte są na przełącznikach Softwitch, które realizują ideę rozproszonego przełączania i sterowania.

Najwyższym poziomem jest poziom usług inteligentnych, który zostaje wydzielony na niezależną, tak jak to się dzieje w sieci inteligentnej.

Architektura transportowa sieci telekomunikacyjnych obejmuje trzy poziomy.

Pierwszy– sieci szkieletowe, druga– sieci szkieletowe/miejskie, oraz trzeci– sieci dostępowe. Na poziomie szkieletu sieci NGN czasami wykorzystują technologię ATM, ale praktycznie wszystkie nowe sieci szkieletowe NGN są oparte na strukturach IP/MPLS, które można nałożyć na istniejące sieci z komutacją obwodów lub utworzyć od nowa. Dostępne technologie dostępowe są dobrze znane, są to PSTN, ADSL, LAN, HFC, WLAN, GSM, UMTS, CDMA 2000, aw przyszłości WiMax. Należy zauważyć, że sieci, które nie obsługują transmisji pakietów, mogą również łączyć się z transportem NGN.

Jedną z charakterystycznych cech sieci NGN jest transmisja i przełączanie pakietów. Oznacza to, że procesy obsługi połączeń opracowane dla automatyki analogowej i cyfrowej centrale telefoniczne(ATS).

W sieci NGN na liście znajduje się również realizacja etapów nawiązywania i kończenia połączenia przy organizacji komunikacji telefonicznej zadania funkcjonalne Układ sterowania, oraz do wszelkich implementacji systemu sterowania w sieci NGN. Nowość zadań wynika z faktu, że sygnały mowy są konwertowane na pakiety. Przybycie każdego nowego pakietu wymaga pewnych działań ze strony systemu sterowania. Pakiet musi zostać przetworzony, tzn. wykonać szereg funkcji, w tym zapewnić jego transmisję zgodnie z ustalonymi wskaźnikami Quality of Service.

Z punktu widzenia wskaźników jakości usług etapy nawiązywania i kończenia połączeń w sieciach z komutacją łączy i z komutacją pakietów są identyczne. Wymagania użytkownika są niezależne od technologii transmisji i przełączania. Jednak wskaźniki jakości usług zmieniają się wyraźnie na etapie wymiany informacji.

Po pierwsze, jakość rozmowy telefonicznej w dużym stopniu zależy od opóźnienia pakietów. Po drugie, usługa ruchu głosowego przynosi operatorowi główne dochody, pomimo rozwoju rynku nowych rodzajów łączności i usług dodatkowych.

LISTA SYMBOLI.

WPROWADZANIE

ROZDZIAŁ 1. Rodzaje architektury sieci z wykorzystaniem zasady dekompozycji bramek.

1.1. Ewolucja kontroli usług połączeń w sieci PSTN.

1.2. Zarządzanie usługami połączeń w sieciach NGN.

1.3. Zasada dekompozycji bramy.

1.4. Matematyczne modele sterowania bramą.

1.5. Cel i cele badania.

1.6. Wnioski do rozdziału 1.

ROZDZIAŁ 2. Modele i metody obliczania urządzeń sterujących bramą medialną

2.1. Funkcjonalny model zarządzania bramami medialnymi.

2.2. Model matematyczny sterowania bramami medialnymi.

2.3. Kolejki do ankiet zgodnie z dyscypliną E-Limited.

2.4. Kolejki do ankiet zgodnie z dyscypliną G-Limited.

2.5. Wnioski do rozdziału 2.

ROZDZIAŁ 3. Analiza VVH i algorytm obliczeń.

3.1. Analiza numeryczna-graficzna opracowanego modelu.

3.2. Optymalizacja usług dzięki dyscyplinie E-Limited.

3.2.1 Wyznaczanie optymalnego ki.

3.2.2 Analiza efektywności optymalizacji.

3.3. Algorytm obliczania parametrów i VVH systemu.

3.4. Wnioski do rozdziału 3.

ROZDZIAŁ 4. Inżynierskie aspekty zarządzania bramami medialnymi.

4.1. Analiza opcji architektury zarządzania bramą medialną.

4.1.1. Możliwe opcje architektury zarządzania bramą medialną.

4.1.2. Metodologia analizy.

4.2. Model strukturalny sieci opartej na bramie rozproszonej.

4.3. Opracowanie kryteriów oceny jakości obsługi ruchu protokołów do zarządzania bramami medialnymi.

4.4. Praktyczna implementacja architektury bramy rozproszonej.

4.5. Zastosowanie wyników pracy i eksperymentu przyrodniczego.

4.6. Wnioski do rozdziału 4.

Zalecana lista prac dyplomowych

• Modele i metody badania procesów funkcjonowania i optymalizacji sieci komunikacyjnych budynków nowej generacji (Next Generation Network) 2009, doktor nauk technicznych Sychev, Konstantin Ivanovich

• Badania i rozwój metody operacyjnego zarządzania przepływami ruchu telefonicznego dla systemów zintegrowanych 2004, kandydat nauk technicznych Panov, Aleksiej Jewgienijewicz

• Opracowanie i badanie modeli dystrybucji zasobów sieciowych w sieciach komunikacyjnych nowej generacji 2013, kandydat nauk technicznych Kutbitdinov, Sino Shakhabitdinovich

• Opracowanie uogólnionych modeli analitycznych procesów wymiany sygnałów w sieci konwergentnej 2015, kandydat nauk technicznych Uglov, Ivan Valerievich

• Opracowanie metody analizy wskaźników jakości usług komunikatów sygnalizacyjnych w sieciach hybrydowych z przełączaniem obwodów i pakietów 2011, kandydat nauk technicznych Chatuntsev, Anton Borisovich

Wprowadzenie do pracy magisterskiej (część streszczenia) na temat „Modele i metody zarządzania bramami medialnymi w sieciach NGN”

Podobne tezy specjalność „Systemy telekomunikacyjne i sieci komputerowe”, 05.13.13 kod HAC

• Rozwój dyscypliny usługowej w oparciu o prognozę ruchu w sieci neuronowej dla zróżnicowanych usług 2006, kandydat nauk technicznych Stankevich, Alexander Alfredovich

• Zasady budowy modeli symulacyjnych transmisji ruchu telefonii IP w korporacyjnej sieci wielousługowej z przeciążeniem 2004, kandydat nauk fizycznych i matematycznych Petunin, Siergiej Aleksandrowicz

• Zasady budowy i analizy probabilistyczno-czasowych charakterystyk centrów przetwarzania informacji i sterowania inteligentnymi sieciami telekomunikacyjnymi 2003, doktor nauk technicznych Kolbaniew, Michaił Olegovich

• Opracowanie metodyki obliczania wskaźników jakości dla sieci sygnalizacji i sterowania 2009, kandydat nauk technicznych Czerwiakow, Oleg Wiaczesławowicz

• Modele i metody analizy probabilistyczno-czasowych charakterystyk ruchu sygnalizacyjnego w inteligentnych sieciach komunikacyjnych 2010, kandydat nauk technicznych Buzyukova, Irina Lvovna

Zakończenie rozprawy na temat „Systemy telekomunikacyjne i sieci komputerowe”, Atzik, Aleksander Aleksandrowicz

Zwracamy uwagę, że przedstawione powyżej teksty naukowe są kierowane do recenzji i uzyskiwane poprzez rozpoznanie oryginalnych tekstów prac dyplomowych (OCR). W związku z tym mogą zawierać błędy związane z niedoskonałością algorytmów rozpoznawania. W dostarczanych przez nas plikach PDF rozpraw i abstraktów nie ma takich błędów.

Uważa się, że najważniejszy termin w koncepcji NGN „softswitch” (możliwe tłumaczenia na rosyjski – „flexible switch” lub „soft switch”) został wprowadzony przez Lucent Technologies w 1999 roku jako nazwa rozwiązania programowo-sprzętowego do sterowania połączeniami w sieciach ATM i IP.

Elastyczny przełącznik jest głównym i niezbędnym elementem każdej sieci NGN w wersji 1 nowej generacji. W swej istocie softswitch to urządzenie obliczeniowe z odpowiednim oprogramowanie i wysoka dostępność. Jednak pomimo obecności w nazwie słowa „przełącznik” nie pełni on właściwie żadnej funkcji przełączającej. Softswitch przejął wiele zadań związanych z zarządzaniem połączeniami wykonywanymi wcześniej przez swojego poprzednika, gatekeepera H.323 GK (GateKeeper), który zarządzał wszystkimi urządzeniami do podłączania mediów w swoim obszarze odpowiedzialności. Kontrola połączeń w sieci NGN zazwyczaj obejmuje kierowanie połączeń, uwierzytelnianie użytkowników, konfigurowanie i kończenie połączeń, sygnalizację i inne zadania. Jako pośrednik, przełącznik elastyczny musi „rozumieć” zarówno protokoły sygnalizacyjne w sieciach telefonicznych, jak i protokoły kontroli informacji w sieciach pakietowych. Elastyczny przełącznik jest głównym urządzeniem realizującym funkcje warstwy sterującej przełączaniem w architekturze sieci NGN (patrz rys. 1.3).

W elastycznym sprzęcie zwrotnym muszą być zaimplementowane następujące główne funkcje:
- podstawowa funkcja sterowania połączeniami, która zapewnia odbiór i przetwarzanie informacji sygnalizacyjnych oraz realizację działań w celu nawiązania połączenia w sieci pakietowej;
- funkcja uwierzytelniania i autoryzacji abonentów podłączonych do sieci pakietowej zarówno bezpośrednio, jak i za pomocą sprzętu dostępowego PSTN;
- funkcja routingu połączeń w sieci pakietowej;
- funkcja rozliczeń, zbieranie informacji statystycznych;
- funkcja sterowania wyposażeniem bram transportowych;
- funkcja świadczenia dodatkowych typów usług (SAS) – realizowana jest w wyposażeniu przełącznika elastycznego lub w połączeniu z serwerem aplikacji;
- funkcja obsługi, zarządzania (administracji), utrzymania i dostarczania informacji OAM&R (operacja, administracja, konserwacja i zaopatrzenie).

Dodatkowo w aparaturze łącznikowej elastycznej można zaimplementować następujące funkcje:
- funkcja terminala/punktu tranzytowego sygnalizacji SP/STP (Punkt Sygnalizacji/Punkt Przekazu Sygnalizacji) sieci SS#7;
- funkcja interakcji z serwerami aplikacji;
- funkcja punktu przełączania usług SSP (Service Switching Point) sieci inteligentnej itp.

Rozwiązania o różnej funkcjonalności należą do kategorii przełączników elastycznych, ponieważ wciąż nie ma jasnej klasyfikacji. Tak więc niektórzy producenci, eksperci i operatorzy rozumieją produkt „softswitch” używany jako kontroler bramy medialnej MGW (Media Gateway Controller) lub urządzenie sterujące połączeniami CA (Call Agent) lub serwer połączeń CS (Call Server). Pomimo wszystkich różnic, pełnią główną funkcję elastycznego przełącznika: programowo zaimplementowane zarządzanie połączeniami w celu transmisji ruchu użytkowników w sieci NGN, pochodzącego z bramek lub bezpośrednio z urządzeń abonenckich pakietowych. Z drugiej strony, autorskie rozwiązanie elastycznego przełącznika, oprócz sterownika/urządzenia sterującego/serwera, obejmuje często różne urządzenia bramowe: bramy medialne, bramy sygnalizacyjne, serwery proxy SIP, uwierzytelnianie AAA, serwery autoryzacji i rozliczeń (Authentication, Authorization, Accounting). ) itp. Jeden z możliwych schematów funkcjonalnych elastycznego przełącznika pokazano na ryc. 1.6.

Niezależnie od konkretnej zastrzeżonej implementacji, każdy elastyczny przełącznik powinien zapewniać podstawową część funkcjonalności zarządzania sesjami komunikacyjnymi, w tym między innymi: zarządzanie bramami medialnymi za pomocą protokołów sygnalizacyjnych, przesyłanie tablic routingu, konwersję systemów numeracji między różnymi planami wybierania itp. .

Główny Specyfikacja techniczna Elastyczne urządzenia przełączające to:

1. Wydajność.
Przepustowość jest mierzona liczbą połączeń obsługiwanych przez elastyczny przełącznik na godzinę zajętości (BUSH) lub w ciągu 1 sekundy lub jednocześnie. Wydajność elastycznego sprzętu przełączającego jest różna w przypadku obsługi wywołań z różnych źródeł, co tłumaczy się zarówno różną głośnością i charakterem informacji sygnalizacyjnych odebranych z różnych źródeł, jak i nieodłącznymi algorytmami przetwarzania informacji sygnalizacyjnych.
Flexible Switch może obsługiwać połączenia z następujących źródeł ruchu:
- terminale pakietowe przeznaczone do pracy w sieciach NGN (terminale SIP i H.323 oraz IP-UPBX);
- terminale nieprzeznaczone do pracy w sieciach NGN (terminale analogowe i ISDN) i połączone za pomocą wyposażenia bramek dostępowych;
- urządzenia sieci dostępowej nieprzeznaczone do pracy w sieciach NGN (koncentratory z interfejsem V5) i połączone poprzez urządzenia bram dostępowych;
- urządzenia korzystające z dostępu podstawowego (UPBX) i połączone przez urządzenia z bramą dostępową;
- Sieci PSTN obsługiwane przy użyciu sygnalizacji SS#7 z włączeniem łączy sygnalizacyjnych SS#7 bezpośrednio do przełącznika elastycznego (jeśli przełącznik realizuje funkcje bramki sygnałowej) lub przez sprzęt bramki sygnałowej;
- inne elastyczne switche obsługiwane z wykorzystaniem sygnalizacji SIP-T i SIP-I.

2. Niezawodność.
Wymagania dotyczące niezawodności dla elastycznych urządzeń przełączających charakteryzują się średnim czasem między awariami, średnim czasem przywracania, współczynnikiem dostępności, żywotnością.

3. Obsługiwane protokoły.
Elastyczny sprzęt przełączający może obsługiwać następujące rodzaje protokołów:
1) Podczas interakcji z istniejącymi fragmentami sieci PSTN:
- bezpośrednia interakcja: protokół sygnalizacyjny SS#7 z podsystemami MTP, ISUP i SCCP;
- interakcja przez bramki sygnalizacyjne: protokół sygnalizacyjny SIGTRAN z poziomami adaptacji: M2UA, M3UA, M2PA, SUA - do przesyłania sygnalizacji SS#7 przez sieć pakietową, V5UA - do przesyłania informacji sygnalizacyjnych interfejsu V5 przez sieć pakietową, IUA - do transmitowanie informacji sygnalizacyjnych DSS1 podstawowego dostępu ISDN przez sieć pakietową;
- protokół sygnalizacyjny MEGACO/H.248 do przesyłania informacji odebranych przez systemy sygnalizacyjne dedykowanymi kanałami sygnalizacyjnymi (2VSC).
2) Podczas interakcji z urządzeniem końcowym:
- bezpośrednia interakcja z urządzeniami końcowymi sieci pakietowych: protokoły SIP i H.323;
- współdziałanie z urządzeniami bramowymi zapewniającymi podłączenie urządzeń końcowych PSTN: protokół sygnalizacyjny MEGACO/H.248 - do sygnalizacji transmisji informacji za pośrednictwem analogowych linii abonenckich; Protokół sygnalizacyjny SIGTRAN z warstwą adaptacyjną IUA do transmisji informacji sygnalizacyjnych DSS1 dostępu podstawowego ISDN.
3) Podczas interakcji z innymi elastycznymi przełącznikami: protokoły SIP-T i SIP-I.
4) W przypadku interakcji z wyposażeniem inteligentnych platform (SCP): protokół sygnalizacyjny OKS#7 z protokołem aplikacji INAP.
5) W przypadku interakcji z serwerami aplikacji: obecnie interakcja z serwerami aplikacji z reguły opiera się na protokołach wewnętrznych, które bazują na JAVA, XML, SIP itp.
6) Podczas interakcji z wyposażeniem bram transportowych:
- dla bram obsługujących transport IP lub IP/ATM: protokoły H.248, MGCP, IPDC itp.;
dla bramek obsługujących transport ATM: protokół BICC.

4. Obsługiwane interfejsy.
Elastyczny sprzęt przełączający obsługuje następujące rodzaje interfejsów:
- Interfejs E1 (2048 kbit/s) do podłączenia łączy sygnalizacyjnych SS#7 podłączonych bezpośrednio do przełącznika elastycznego;
- interfejsy z rodziny Ethernet do podłączenia elastycznego przełącznika do sieci pakietowej;
- otwarte interfejsy do interakcji z zewnętrznymi platformami aplikacji: JAIN, PARLAY itp.

Konstrukcyjnie przełącznik elastyczny może być zaimplementowany jako oddzielne urządzenie pełniące łącznie funkcje sterowania połączeniami i przełącznika (tkanina przełączająca). Często producenci softswitch dzielą go na dwa lub więcej urządzeń - kontroler bramy, bramkę sygnalizacyjną SG (Signalling Gateway) i bramę medialną MGW.

Z reguły większość produkowanych przełączników elastycznych ma architekturę budowy modułowej, która zapewnia wysoką skalowalność systemu i pozwala na tworzenie sieci rozproszonych geograficznie, elastyczne zarządzanie przepływem sygnału i mediów, a także realizację redundancji systemowej. Aby więc zapewnić niezawodność przełącznika elastycznego, zazwyczaj można zainstalować moduły redundantne, wdrożyć mechanizmy dynamicznej dystrybucji licencji i równoważenia obciążenia. Dlatego w przypadku awarii sprzętowej jednego z elementów systemu, jego funkcje są przenoszone na inny element w ramach wybranego schematu redundancji. Każdy elastyczny moduł przełącznika może być nadmiarowy niezależnie lub w połączeniu z innymi, aw przypadku modułów krytycznych zapewniona jest nadmiarowość wielokrotna, w tym nadmiarowość geograficzna. Wybór schematu redundancji zależy od struktury danej sieci i potrzeb operatora.

Wszystkie przełączniki elastyczne (softswitch), w zależności od realizowanych funkcji sieciowych, dzielą się na dwie klasy: klasę 4 i klasę 5. Podział ten jest realizowany przez analogię z historycznie ustanowioną klasyfikacją węzłów przełączających w północnoamerykańskich sieciach telefonicznych. W tych sieciach tranzytowe węzły komutacyjne bez bezpośredniego podłączenia linii abonenckich (takie jak międzynarodowe i dalekosiężne centrale telefoniczne oraz węzły komutacyjne tranzytowe na sieci lokalne) należą do węzłów klasy 4. A wszystkie węzły końcowe z połączeniem abonenckim należą do klasy 5.

W oparciu o to podejście, elastyczny przełącznik klasy 4 jest zaprojektowany do organizowania węzła kontroli połączenia tranzytowego w sieciach operatorów z przełączaniem pakietów. Realizuje routing i dystrybucję połączeń w sieciach IP na poziomie szkieletowym (międzymiastowe/międzynarodowe/lokalne), zapewniając tym samym tranzyt ruchu odbieranego przez segmenty sieci z łączem abonenckim.

Podstawową różnicą pomiędzy elastycznymi przełącznikami klasy 5 jest możliwość bezpośredniej współpracy z końcowymi abonentami sieci i świadczenia im zarówno podstawowych usług telefonicznych i multimedialnych, jak i dodatkowych rodzajów usług (VAS) takich jak inteligentne kierowanie połączeń w zależności od dostępności abonenta , połączenia oczekujące, zawieszanie i przekazywanie połączeń, konferencje trójstronne, parkowanie i odbieranie połączeń, grupy wieloliniowe itp.

______________________________________
Materiały prezentowane w tej sekcji pochodzą z książki „Platformy wielousługowe NGN dla sieci nowej generacji” wyd. AV Roslyakova