Уровень услуг и управления услугами
Основной услугой, предоставляемой как в классических сетях связи, так и в мультисервисной сети, является передача информации между пользователями сети. Использование пакетных технологий на уровне транспортной сети позволяет обеспечить единые алгоритмы доставки информации для различных видов связи.
Кроме услуг по доставке информации, в мультисервисных сетях реализована возможность поддержки предоставления расширенных списков услуг.
Применительно к услуге телефонии, точкой предоставления дополнительных услуг является оборудование гибкого коммутатора или оборудование серверов приложений.
Для пользователей, использующих терминалы мультимедиа (SIP и Н.323 ТЕ), могут предоставляться различные виды мультимедийных услуг.
Реализация логики обслуживания вызова в ограниченном числе сетевых точек позволяет оптимизировать структуру доступа к услугам, предоставляемым со стороны интеллектуальных сетей связи. Для этой цели на уровне гибкого коммутатора реализуется функция SSP.
Использование пакетных технологий позволяет обеспечивать совместное предоставление расширенного списка услуг вне зависимости от типа доступа, используемого пользователем.
В мультисервисных сетях реализуется возможность предоставления однотипных услуг с различными параметрами классов обслуживания (QoS).
Как правило, различные производители оборудования мультисервисных сетей предлагают собственные наборы расширенных услуг связи, что должно учитываться при выборе оборудования.
Следует отметить, что на сегодня вопрос взаимодействия между гибким коммутатором и серверами услуг недостаточно проработан на уровне международных стандартов, в связи с чем возможна несовместимость оборудования различных производителей.
Функциональная структура
Классификация оборудования
Схема классификации оборудования для NGN представлена на рис. 2.1.
Рис. 2.1. Классификация типов оборудования NGN
В соответствии с рисунком основными классами являются:
Гибкий коммутатор (SoftSwitch)- реализует функции по логике обработки вызова, доступу к серверам приложений, доступу к ИСС, сбору статистической информации, тарификации, сигнальному взаимодействию с сетью ТфОП и внутри пакетной сети, управлению установлением соединения и др. Гибкий коммутатор является основным устройством, реализующим функции уровня управления коммутацией и передачей информации.
В оборудовании гибкого коммутатора должны быть реализованы следующие основные функции:
¨ функция управления базовым вызовом, обеспечивающая прием и обработку сигнальной информации и реализацию действий по установлению соединения в пакетной сети;
¨ функция аутентификации и авторизации абонентов, подключаемых в пакетную сеть как непосредственно, так и с использованием оборудования доступа ТфОП;
¨ функция маршрутизации вызовов в пакетной сети;
¨ функция тарификации, сбора статистической информации;
¨ функция управления оборудованием транспортных шлюзов;
¨ функция предоставления ДВО. Реализуется в оборудовании гибкого коммутатора или совместно с сервером приложений;
¨ функция ОАМ&Р: эксплуатация, управление (администрирование), техническое обслуживание и предоставление той информации, которая не нужна непосредственно для управления вызовом и может передаваться к системе управления элементами через логически отдельный интерфейс;
¨ функция менеджмента: обеспечивает взаимодействие с системой менеджмента сети.
Дополнительно в оборудовании гибкого коммутатора могут быть реализованы следующие функции:
¨ функция SP/STP сети ОКС7;
¨ функция предоставления расширенного списка ДВО. Реализуется самостоятельно или с использованием серверов приложений;
¨ функция взаимодействия с серверами приложений;
¨ функция SSP;
¨ другие.
Рассмотрим основные характеристики гибкого коммутатора.
Производительность- как максимальное количество обслуживаемых базовых вызовов за единицу времени (как правило, за час). Производительность гибкого коммутатора является одной из главных характеристик, на основе которой должен проводиться выбор оборудования и проектирование сети. Следует понимать, что гибкий коммутатор обслуживает вызовы от различных источников нагрузки, каковыми являются:
¨ вызовы от терминалов, предназначенных для работы в сетях NGN (терминалы SIP и Н.323, а также 1Р-УПАТС);
¨ вызовы от терминалов, не предназначенных для работы в сетях NGN (аналоговые и ISDN терминалы) и подключаемых через оборудование резидентных шлюзов доступа;
¨ вызовы от оборудования сети доступа, не предназначенного для работы в сетях NGN (концентраторы с интерфейсом V5) и подключаемого через оборудование шлюзов доступа;
¨ вызовы от оборудования, использующего первичный доступ (УПАТС) и подключаемого через оборудование шлюзов доступа;
¨ вызовы от сети ТфОП, обслуживаемые с использованием сигнализации ОКС7, с включением сигнальных каналов ОКС7 либо непосредственно в гибкий коммутатор, либо через оборудование сигнальных шлюзов;
¨ вызовы от других гибких коммутаторов, обслуживаемые с использованием сигнализации SIP-T.
Функциональная схема гибкого коммутатора представлена на рис. 2.2.
Рис. 2.2. Функциональная схема гибкого коммутатора
Производительность оборудования гибкого коммутатора различна при обслуживании вызовов от различных источников, что объясняется как различным объемом и характером поступления сигнальной информации от разных источников, так и заложенными алгоритмами обработки сигнальной информации.
При проектировании сети NGN в части возможностей гибкого коммутатора важно иметь наиболее полную информацию о производительности для различных видов нагрузки, а также для смешанных типов нагрузки при различных долях каждого из видов.
Надежность- свойство объекта сохранять во времени и в установленных пределах значения всех параметров и способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения. Требования по надежности к оборудованию гибкого коммутатора характеризуются средней наработкой на отказ, средним временем восстановления, коэффициентом готовности, сроком службы. При проектировании сети следует понимать, что выход из строя гибкого коммутатора приведет к пропаже всех видов связи в обслуживаемом сетевом фрагменте (домене); поэтому должны быть предусмотрены меры по обеспечению дублирования и защиты оборудования,
Поддерживаемые протоколы.Оборудование гибкого коммутатора может поддерживать следующие виды протоколов.
¨ При взаимодействии с существующими фрагментами сети ТфОП:
§ непосредственное взаимодействие: ОКС7 в части протоколов МТР, ISUP и SCCP;
§ взаимодействие через сигнальные шлюзы: M2UA, M3UA, М2РА для передачи сигнализации ОКС7 через пакетную сеть; V5UA для передачи сигнальной информации V5 через пакетную сеть; ША для передачи сигнальной информации первичного доступа ISDN через пакетную сеть;
§ MEGACO (H.248) для передачи информации, поступающей по системам сигнализации по выделенным сигнальным каналам (2ВСК). В настоящее время известны подобные реализации в части системы сигнализации R1; требований и приме ров реализации MEGACO для поддержки российской системы сигнализации R1.5 не существует.
¨ При взаимодействии с терминальным оборудованием:
§ непосредственное взаимодействие с терминальным оборудованием пакетных сетей: SIP и Н.323;
взаимодействие с оборудованием шлюзов, обеспечивающим подключение терминального оборудования ТфОП: MEGACO (H.248)
§ для передачи сигнализации по аналоговым абонентским линиям; IUA для передачи сигнальной информации базового доступа ISDN.
¨ При взаимодействии с другими гибкими коммутаторами: SIP-T.
¨ При взаимодействии с оборудованием интеллектуальных плат форм (SCP): ШАР.
¨ При взаимодействии с серверами приложений: в настоящее время взаимодействие с серверами приложений, как правило, базируется на внутрифирменных протоколах, в основе которых лежат технологии JAVA, XML, SIP и др.
¨ При взаимодействии с оборудованием транспортных шлюзов:
§ для шлюзов, поддерживающих транспорт IP или IP/ATM: H.248, MGCP, IPDC и др.;
§ для шлюзов, поддерживающих транспорт ATM: BICC.
Подробно характеристики и особенности используемых протоколов
определены в п. 2.6.
Поддерживаемые интерфейсы.Как правило, оборудование гибкого коммутатора поддерживает следующие виды интерфейсов:
§ интерфейс Е1 (2048 кбит/с) для подключения сигнальных каналов ОКС7, включаемых непосредственно в гибкий коммутатор;
§ интерфейсы семейства Ethernet для подключения к IP сети. Через Ethernet-интерфейсы передается сигнальная информация в направлении пакетной сети.
Шлюзы (Gateways) - устройства доступа к сети и сопряжения с существующими сетями. Оборудование шлюзов реализует функции по преобразованию сигнальной информации сетей с коммутацией пакетов в сигнальную информацию пакетных сетей, а также функции по преобразованию информации транспортных каналов в пакеты IP/ячейки ATM и маршрутизации пакетов IP/ячеек ATM.Шлюзы функционируют на транспортном уровне сети.
Для реализации возможности подключения к мультисервисной сети различных видов оборудования ТфОП используются различные программные и аппаратные конфигурации шлюзового оборудования:
¨ транспортный шлюз [Media Gateway (MG)] - реализация функций преобразования речевой информации в пакеты IP/ячейки ATM и маршрутизации пакетов IP/ячеек ATM;
сигнальные шлюзы [Signalling Gateway (SG)] - реализация функции преобразования систем межстанционной сигнализации сети ОКС7
¨ (квазисвязный режим) в системы сигнализации пакетной сети [SIGTRAN (MxUA)];
¨ транкинговый шлюз [Trunking Gateway (TGW)] - совместная реализация функций MG и SG;
¨ шлюз доступа [Access Gateway (AGW)] - реализация функции MG и SG для оборудования доступа, подключаемого через интерфейс V5;
¨ резидентный шлюз доступа [Residential Access Gateway (RAGW)] - реализация функции подключения пользователей, использующих терминальное оборудование ТфОП/ЦСИС, к мультисервисной сети.
Оборудование транспортного шлюза должно выполнять функции устройства, производящего обработку информационных потоков среды передачи.
Оборудование транспортного шлюза должно реализовывать следующий перечень обязательных функций:
¨ функцию адресации: обеспечивает присвоение адресов транспортировки IP для средства приема и передачи;
¨ функцию транспортировки: обеспечивает согласованную транспортировку потоков среды передачи между доменом IP и доме ном сети с коммутацией каналов, включая, например, выполнение процедур преобразования кодировок и эхокомпенсации;
¨ функцию трансляции кодека: маршрутизирует информационные транспортные потоки между доменом IP и доменом сети с коммутацией каналов;
¨ функцию обеспечения секретности канала среды передачи: гарантирует секретность транспортировки информации в направлении к шлюзу и от шлюза;
¨ функцию транспортного окончания сети с коммутацией каналов: включает реализацию процедур всех низкоуровневых аппаратных средств и протоколов сети;
¨ функцию транспортного окончания сети пакетной коммутации: включает реализацию процедур всех протоколов, задействованных в распределении транспортных ресурсов, на сети пакетной коммутации, включая процедуры использования кодеков;
¨ функцию обработки транспортного потока с пакетной коммутацией/ коммутацией каналов: обеспечивает преобразование между каналом передачи аудио информации, каналом передачи факсимильной информации или каналом передачи данных на стороне сети с коммутацией каналов и пакетами данных (например, RTP/UDP/IP или ATM) на стороне сети пакетной коммутации;
¨ функцию предоставления канала для услуги: обеспечивает такие услуги, как передача уведомлений и тональных сигналов в направлении к сети с коммутацией каналов или к сети пакетной коммутации;
¨ функцию регистрации использования: определяет и/или регистрирует информацию о сигнализации и/или информацию о приеме или передаче сообщений, передаваемых в транспортных потоках;
¨ функцию информирования об использовании: сообщает внешнему объекту о текущем и/или зарегистрированном использовании (ресурсов);
¨ функцию ОАМ&Р: эксплуатация, управление (администрирование), техническое обслуживание и предоставление той информации, которая не нужна непосредственно для управления вызовом и может передаваться к системе управления элементами через логически отдельный интерфейс;
¨ функцию менеджмента: обеспечивает взаимодействие с системой менеджмента сети.
Оборудование сигнального шлюза должно выполнять функции посредника при сигнализации между пакетной сетью и сетью с коммутацией каналов.
Оборудование сигнального шлюза сигнализации должно реализовывать следующий перечень обязательных функций:
¨ функцию окончания протоколов уровня, располагающегося ниже уровня протокола управления вызовом сети с коммутацией каналов;
¨ функцию секретности сигнальных сообщений: обеспечивает секретность сигнальных сообщений в направлении к шлюзу и от шлюза;
¨ функцию ОАМ&Р: эксплуатация, управление (администрирование), техническое обслуживание и предоставление той информации, которая не нужна непосредственно для управления вызовом и может передаваться к системе управления элементами через логически отдельный интерфейс;
¨ функцию менеджмента: обеспечивает взаимодействие с системой менеджмента сети.
Основными характеристиками шлюзов являются следующие:
Емкость, определяемая как в направлении ТфОП, так и в направлении к пакетной сети.
В направлении к ТфОП емкость определяется количеством подключаемых потоков Е1 в направлении сети ТфОП для транспортных шлюзов, а также количеством аналоговых абонентских линий и количеством U(S/T)-интерфейсов для подключения абонентов базового доступа ISDN для резидентных шлюзов доступа.
В направлении к пакетной сети емкость определяется количеством и типом интерфейсов. Например, емкость в направлении пакетной сети может составлять один интерфейс Ethernet 100BaseT или пять интерфейсов IMA с использованием потоков ЕЗ.
Производительность. Как правило, производительность является достаточной для обслуживания потоков вызовов, определяемых емкостными показателями оборудования.
Протоколы. Оборудование шлюзов может поддерживать следующие протоколы.
¨ Для транспортных шлюзов:
§ в направлении к гибкому коммутатору: Н.248, MGCP, IPDC для управления вызовами при использовании транспортной технологии IP; BICC для управления вызовами при использовании транспортной технологии ATM;
§ в направлении к другим шлюзам или терминальному оборудованию пакетной сети: RTP/RTCP при использовании транспортной технологии IP; PNNI или UNI при использовании транспортной технологии ATM.
¨ Для сигнальных шлюзов:
§ в направлении к сети ТфОП: в зависимости от реализации возможна поддержка уровня МТР2 или МТРЗ системы сигнализации ОКС7. В первом случае сигнальный шлюз должен терминировать уровень МТР2 и передавать всю «вышестоящую» информацию в направлении гибкого коммутатора с использованием протокола M2UA. Во втором случае сигнальный шлюз должен терминировать уровень МТРЗ и передавать «вышестоящую» информацию в направлении гибкого коммутатора с использованием протокола M3UA;
§ в направлении к гибкому коммутатору: в зависимости от используемых механизмов обработки ОКС7 могут поддерживаться M2UA или M3UA.
¨ Для шлюзов доступа:
§ в направлении к гибкому коммутатору: для передачи сигналь ной информации, связанной с обслуживанием вызова: V5UA при подключении оборудования сети доступа; MEGACO (Н.248) при подключении абонентов, использующих сигнализацию по аналоговой абонентской линии; IUA при подключении абонентов, использующих базовый доступа ISDN. Для передачи сигнальной информации управления шлюза ми: Н.248, MGCP, IPDC;
§ в направлении к другим шлюзам и терминальному оборудованию пакетной сети: RTP/RTCP;
§ в направлении к ТфОП: сигнализацию по аналоговым абонентским линиям, сигнализацию базового доступа ISDN в части протоков уровня 2 (LAP-D), сигнализацию по интерфейсу V5 в части протоколов уровня 2 (LAP-V5).
Поддерживаемые интерфейсы. Как правило, оборудование шлюзов поддерживает следующие интерфейсы:
¨ транспортные шлюзы: в направлении к ТфОП поддерживаются интерфейсы PDH (E1) и/или SDH (STM1/4). В направлении пакетной сети на основе IP технологий: интерфейсы семейства Ethernet от 10Base до GigabitEthernet (l000Base), причем используемая среда передачи специфицируется отдельно. В направлении пакетной сети на основе ATM технологий: от IMA до NNI 4.0;
¨ сигнальные шлюзы в направлении ТфОП в основном поддерживают интерфейс PDH (E1), а в направлении пакетной сети - интерфейс l0Base Ethernet;
¨ шлюзы доступа в направлении ТфОП поддерживают интерфейс по аналоговым абонентским линиям и интерфейсы базового [доступа ISDN (U-, S-,.S/T) для резидентных шлюзов и интерфейс РВН (E1) для шлюзов доступа, осуществляющих подключения оборудования интерфейса V5. В направлении пакетной сети на основе IP технологий: интерфейсы 10-100Base Ethernet. В направлении пакетной сети на основе ATM технологий: интерфейсы IMA или UNI.
АТС с функциями MGC - оборудование АТС, в котором помимо функций коммутации каналов реализованы функции по коммутации пакетов, т. е. функции шлюзов и частично функция гибкого коммутатора. Функционально к такому оборудованию одновременно предъявляются требования, определенные как для гибкого коммутатора, так и для шлюзов.
С точки зрения технических характеристик (в пакетной части) для такого оборудования определяются требования по емкости, производительности, надежности, поддерживаемым протоколам и реализованным интерфейсам к пакетной сети.
Терминальное оборудование - терминальные устройства, используемые для предоставления голосовых и мультимедийных услуг связи и предназначенные для работы в пакетных сетях.
Существует два основных типа терминальных устройств, предназначенных для работы в пакетных сетях: SIP-терминалы и Н.323-тсрмина-лы. Данное оборудование может иметь как специализированное аппаратное (standalone), так и программное исполнение (softphone)l
Также иногда используется терминальное оборудование на основе протокола MEGACO. Такое терминальное оборудование совмещает в себе функции аналогового телефонного аппарата и шлюза доступа в части преобразования сигнализации по аналоговым абонентским линиям. Его функциональные возможности ограничиваются возможностями аналогового аппарата, но оно может непосредственно подключаться к пакетной сети.
Еще одним видом терминального оборудования являются интегрированные устройства доступа (IAD). Как правило, IAD обеспечивает
подключение терминального оборудования сетей ТфОП (аналоговые ТА и терминалы ISDN) и терминального оборудования сетей передачи данных. В IAD реализуются функции по преобразованию протоколов сигнализации ТфОП в протоколы пакетных сетей (SIP/H.323) и преобразованию потоков пользовательской информации между сетями с коммутацией каналов и пакетными сетями. Ближайшей аналогией к IAD в сетях ТфОП является оборудование малых УПАТС.
Терминальное оборудование поддерживает протоколы SIP или Н.323 в направлении гибкого коммутатора для передачи информации сигнализации и управления коммутацией и протоколы RTP/RTCP для передачи пользовательской информации. Для подключения к сети, как правило, используется Ethernet интерфейс.
Сервер приложений. Используется для предоставления расширенного списка дополнительных услуг абонентам пакетных сетей или абонентам, получающим доступ в пакетные сети. Сервера приложений предназначены для выполнения функций уровня услуг и управления услугами.
Спецификация выполняемых функций зависит от реализуемой с помощью сервера услуги/группы услуг и не может быть сформулирована на абстрактном уровне.
Серверы приложений, как правило, взаимодействуют с оборудованием гибкого коммутатора с использованием технологий JAVA, XML, OSP. Подключение производится в основном с использованием интерфейсов, базирующихся на Ethernet.