1. Анализ развития телекоммуникационных сетей

1.1. Инфокоммуникационные услуги и новые требования к сетям связи

1.1.1. Роль инфокоммуникационных услуг в создании информационного общества

Современный этап развития мировой цивилизации характеризуется переходом от индустриального к информационному обществу, предполагающим наличие новых форм социальной и экономической деятельности, которые базируются на массовом использовании информационных и телекоммуникационных технологий.

Технологической основой информационного общества является Глобальная Информационная Инфраструктура [Global Information Infrastructure, GII], которая должна обеспечить возможность доступа к информационным ресурсам каждого жителя планеты без дискриминации [36, 37]. Информационную инфраструктуру составляет совокупность баз данных, средств обработки информации, взаимодействующих сетей связи и терминалов пользователей. Доступ к информационным ресурсам в GII реализуется посредством услуг связи нового типа, получивших название услуг Информационного общества или инфокоммуникационных услуг.

Наблюдаемые в настоящее время высокие темпы роста объемов предоставления инфокоммуникационных услуг позволяют прогнозировать их преобладание на сетях связи в ближайшем будущем. На сегодняшний день развитие инфокоммуникационных услуг осуществляется, в основном, в рамках компьютерной сети Internet, доступ к услугам которой осуществляется через традиционные сети связи. В то же время в ряде случаев услуги Internet, ввиду ограниченных возможностей её транспортной инфраструктуры, не отвечают современным требованиям, предъявляемым к услугам информационного общества. В связи с этим развитие инфокоммуникационных услуг требует решения задач эффективного управлении информационными ресурсами с одновременным расширением функциональности сетей связи. В свою очередь, это стимулирует процесс интеграции Internet и сетей связи.

1.1.2. Особенности инфокоммуникационных услуг

К основным технологическим особенностям, отличающим инфокоммуникационные услуги от услуг традиционных сетей связи, можно отнести следующие [8, 9, 29-31]:

  • инфокоммуникационные услуги оказываются на верхних уровнях модели ВОС (в то время как услуги связи предоставляются на третьем, сетевом, уровне);
  • большинство инфокоммуникационных услуг предполагает наличие клиентской и серверной частей (клиентская часть реализуется в оборудовании пользователя, а серверная – на специальном выделенном узле сети, называемом узлом служб);
  • инфокоммуникационные услуги, как правило, предполагают передачу информации мультимедиа, которая характеризуется высокими скоростями передачи и несимметричностью входящего и исходящего информационных потоков;
  • для предоставления инфокоммуникационных услуг зачастую необходимы сложные многоточечные конфигурации соединений;
  • для инфокоммуникационных услуг характерно разнообразие прикладных протоколов и возможностей по управлению услугами со стороны пользователя;
  • для идентификации абонентов может использоваться дополнительная адресация в рамках данной инфокоммуникационной услуги.

Большинство инфокоммуникационных услуг являются "приложениями", то есть их функциональность распределена между оборудованием поставщика услуги и оконечным оборудованием пользователя. Как следствие, функции оконечного оборудования также должны быть отнесены к составу инфокомунникационных услуг, что необходимо учитывать при их регламентации.

Бизнес-модель, определяющая участников процесса предоставления инфокоммуникационных услуг и их взаимоотношения, также отличается от модели традиционных услуг электросвязи, в которой было представлено всего лишь три основных участника: оператор, абонент и пользователь. Новая деловая модель предполагает наличие поставщика услуг, который предоставляет инфокоммуникационные услуги абонентам и пользователям. При этом сам поставщик является потребителем услуг переноса, предоставляемых оператором сети связи. На рынке могут также присутствовать дополнительные виды поставщиков услуг: поставщики информации, брокеры, ретейлеры и др.

Поставщик информации предоставляет информацию поставщику услуг для распространения.

Брокер предоставляет информацию о поставщиках услуг и их потенциальных абонентах, содействует пользователям при поиске поставщиков услуг, оказывающих требуемые им услуги.

Ретейлер выступает как посредник между поставщиком услуг и пользователем с целью адаптации услуги к его индивидуальным требованиям.

1.1.3. Конвергенция сетей и услуг

Конвергенция сетей, обусловленная необходимостью одновременной передачи разными категориями пользователей голосовой и видеоинформации в реальном времени, данных, породила две глобальные технические проблемы:

  • необходимость поддержки большого разнообразия систем сигнализации, используемых в каждой из объединяемых сетей, базирующихся на технологиях TDM, ATM, IP, MPLS и др.;
  • "конвергенция услуг связи" (наряду с "конвергенцией сетей") - ввод новых инфокоммуникационных услуг с универсальным доступом из ССОП, ISDN, интеллектуальной сети (IN), сети IP.

Решение этих задач возлагается на аппаратно-программные средства нового типа: так называемые “программные коммутаторы (Softswitch)” и медиашлюзы (MGW).

Программные коммутаторы (Softswitch) специально создавались для обоих типов сетей (ТфОП и IP), в каждой из них это оборудование воспринимается по-разному:

Для работы в ТфОП Softswitch должен выполнять функции пункта сигнализации ОКС № 7 и иметь интерфейсы для поддержки других систем сигнализации ТфОП/ISDN: EDSS1, 2ВСК, R2 и др.

В сети с коммутацией пакетов Softswitch выступает в качестве единого устройства управления медиашлюзами (Media Gateway Controller, MGC) и/или контроллера сигнализации (Signaling Controller), диспетчера Н.323 (системы видеоконференцсвязи) и сервера SIP (Session Initial Protocol).

Под термином интеграция понимают объединение:

  • служб (услуг);
  • методов коммутации;
  • аппаратных или программных средств в единую систему;
  • элементной базы средств коммутации и доставки информации.

Конвергенция – это процесс постепенного сближения различных по своему назначению технологий и служб связи с целью унификации оборудования и расширения функциональных возможностей.

Мультисервисность – это поддержка множества служб (service) программно-аппаратными средствами одной сети.

Мультипротокольность это возможность доставки информации независимо от того, с помощью каких протоколов созданы протокольные блоки данных.

К инфокоммуникационным услугам предъявляются следующие требования:

  • мобильность;
  • возможность гибкого и быстрого создания новых услуг;
  • гарантированное качество.

Большое влияние на требования к инфокоммуникационным услугам оказывает процесс конвергенции, приводящий к тому, что инфокоммуникационные услуги становятся доступными пользователям вне зависимости от способов доступа.

Принимая во внимание рассмотренные особенности инфокоммуникационных услуг, могут быть определены следующие требования к перспективным сетям связи:

  • мультисервисность”, термин выражает свойство независимости технологий предоставления услуг от транспортных технологий;
  • широкополосность”, термин выражает возможность гибкого и динамического изменения скорости передачи информации в широком диапазоне в зависимости от текущих потребностей пользователя;
  • мультимедийность”, термин выражает способность сети передавать многокомпонентную информацию (речь, данные, видео, аудио) с необходимой синхронизацией этих компонент в реальном времени и использованием сложных конфигураций соединений;
  • интеллектуальность”, термин выражает возможность управления услугой, вызовом и соединением со стороны пользователя или поставщика услуг;
  • инвариантность доступа”, термин выражает возможность организации доступа к услугам независимо от используемой технологии;
  • многооператорность”, термин выражает возможность участия нескольких операторов в процессе предоставления услуги и разделение их ответственности в соответствии с их областью деятельности.

Кроме того, при формировании требований к перспективным мультисервисным сетям необходимо учитывать особенности деятельности поставщиков услуг. В частности, современные подходы к регламентации услуг присоединения предусматривают доступ поставщиков услуг, в том числе и не обладающих собственной инфраструктурой, к ресурсам сети общего пользования без дискриминации. При этом к основным требованиям, предъявляемым поставщиками услуг к сетевому окружению, относятся:

  • обеспечение возможности работы оборудования в “мультиоператорской” среде, то есть увеличение числа интерфейсов для подключения к сетям сразу нескольких операторов связи, в том числе на уровне доступа;
  • обеспечение взаимодействия узлов поставщиков услуг для их совместного предоставления;
  • возможность применения “масштабируемых” технических решений при приемлемой стартовой стоимости оборудования.

Существующие сети связи общего пользования (ССОП) с коммутацией каналов и коммутацией пакетов в настоящее время не отвечают перечисленным выше требованиям. Ограниченные возможности традиционных сетей являются сдерживающим фактором на пути внедрения новых инфокоммуникационных услуг. С другой стороны, наращивание объёмов предоставляемых инфокоммуникационных услуг может негативно сказаться на показателях качества обслуживания вызовов базовых служб существующих сетей связи.

Все это вынуждает учитывать наличие инфокоммуникационных услуг при планировании способов развития традиционных сетей связи в направлении создания мультисервисных сетей.

1.2. Концепция сетей следующего поколения (NGN)

Общие подходы к построению мультисервисных сетей связи нашли отражение в концепции перспективных сетей связи следующего поколения – NGN [29-31].

Базовым принципом концепции NGN является отделение друг от друга:

  • функций переноса и коммутации,
  • функций управления вызовом и управления услугами.

Функциональная модель NGN, в общем случае, может быть представлена тремя уровнями:

  • транспортным;
  • управления коммутацией и передачей информации;
  • управления услугами.

Задачей транспортного уровня является коммутация и прозрачная передача информации пользователя.

Задачей уровня управления коммутацией и передачей информации является обработка информации сигнализации, маршрутизация вызовов и управление потоками.

Уровень управления услугами содержит функции управления логикой услуг и приложений и представляет собой распределенную вычислительную среду, обеспечивающую:

  • предоставление инфокоммуникационных услуг;
  • управление услугами;
  • создание и внедрение новых услуг;
  • взаимодействие различных услуг.

Уровень управления услугами позволяет реализовать специфику услуг и применять одну и ту же программу логики услуги вне зависимости от типа транспортной сети (IP, ATM, FR) и способа доступа. Наличие этого уровня позволяет также вводить на сети любые новые услуги без вмешательства в функционирование других уровней.

Уровень управления услугами может включать множество независимых подсистем ("сетей услуг"), базирующихся на различных технологиях, имеющих своих абонентов и использующих свои, внутренние системы адресации.

Архитектура сети связи, построенной в соответствии с концепцией NGN, представлена на рисунке 1.1. Основу NGN составляет универсальная транспортная сеть, реализующая функции транспортного уровня и уровня управления коммутацией и передачей.

В состав транспортной сети NGN могут входить:

  • транзитные узлы, выполняющие функции переноса и коммутации;
  • оконечные (граничные) узлы, обеспечивающие доступ абонентов к ресурсам мультисервисной сети;
  • контроллеры сигнализации, выполняющие функции обработки информации сигнализации, управления вызовами и соединениями;
  • шлюзы, обеспечивающие подключение традиционных сетей связи (ССПС, СПДОП).

Рисунок 1.1. Архитектура сети следующего поколения (NGN)

Контроллеры сигнализации могут быть вынесены в отдельные устройства, предназначенные для обслуживания нескольких узлов коммутации.

Использование общих контроллеров позволяет рассматривать их как единую систему, распределенную по сети. Такое решение не только упрощает алгоритмы установления соединений, но и является наиболее экономичным для операторов и поставщиков услуг, так как позволяет заменить дорогостоящие системы коммутации большой емкости небольшими, гибкими и доступными по стоимости даже мелким поставщикам услуг.

Назначением транспортной сети является предоставление услуг переноса.

Реализация инфокоммуникационных услуг осуществляется на базе узлов служб (Service Node, SN) и/или узлов управления услугами (Service Control Point, SCP).

Узел служб(SN) является оборудованием поставщиков услуг и может рассматриваться в качестве сервера приложений для инфокоммуникационных услуг, клиентская часть которых реализуется оконечным оборудованием пользователя.

Узел управления услугами (SCP) является элементом распределённой платформы интеллектуальной сети связи (ИСС) и выполняет функции управления логикой и атрибутами услуг. Совокупность нескольких узлов служб или узлов управления услугами, задействованных для предоставления одной и той же услуги, образуют платформу управления услугами. В состав платформы также могут входить узлы административного управления услугами и серверы различных приложений. Оконечные/оконечно-транзитные узлы транспортной сети могут выполнять функции узлов служб, то есть состав функций граничных узлов может быть расширен за счет добавления функций предоставления услуг.

Для построения таких узлов может использоваться технология гибкой коммутации (Soft Switch). Инфокоммуникационные услуги предполагают взаимодействие поставщиков услуг и операторов связи, которое может обеспечиваться на основе функциональной модели распределённых (региональных) баз данных, реализуемых в соответствии с Рекомендацией МСЭ-Т X.500. Доступ к базам данных организуется с использованием протокола LDAP (Lightweight Directory Access Protocol).

Упомянутые базы данных позволяют решать следующие задачи:

  • создание абонентских справочников;
  • автоматизация взаиморасчётов между операторами связи и поставщиками услуг;
  • обеспечение взаимодействия между операторами связи в процессе предоставления услуг ИСС;
  • обеспечение взаимодействия терминалов, имеющих разные функциональные возможности, на двух концах соединения.

Базы данных могут использоваться также поставщиками услуг для организации платных информационно-справочных услуг. Концепция NGN во многом опирается на технические решения, уже разработанные международными организациями стандартизации. Так, например, взаимодействие серверов в процессе предоставления услуг предполагается осуществлять на базе протоколов, специфицированных IETF (MEGACO), ETSI (TIPHON), Форумом 3GPP2 и др.

Для управления услугами будут использованы протоколы H.323, SIP и подходы, применяемые в интеллектуальных сетях связи. В качестве технологической основы построения транспортного уровня мультисервисных сетей рассматриваются ATM и IP с возможным применением в будущем оптической коммутации.

Мультисервисные сети связи


*****

© 2009-2017 Банк лекций siblec.ru
Лекции для преподавателей и студентов. Формальные, технические, естественные, общественные, гуманитарные, и другие науки.