Общие принципы построения сети NGN
Архитектура NGN
Особенностью сети NGN является использование в составе сети гибких программируемых коммутаторов Softswitch, которые являются носителями интеллектуальных возможностей сети, целью которых является координация управления обслуживанием вызовов, сигнализации и функции, обеспечивающие установление соединения через одну или нескольких сетей.
В число функций управления обслуживанием вызова входят:
- распознавание и обработка цифр номера для определения пункта назначения;
- распознавание моментов ответа и отбоя абонентов, регистрация этих действий для начисления платы.
Оборудование Softswitch взаимодействует со многими компонентами в телекоммуникационной системе:
- система тарификации;
- платформа услуг и приложений;
- сеть общеканальной сигнализации (ОКС).
SoftSwitch координирует обмен сигнальными сообщениями между сетями, поддерживая и преобразуя существующие протоколы сигнализации. Представлен на рисунке 2.1.
Основные типы сигнализации, которые использует SoftSwitch: сигнализация для управления соединениями (протоколы SIP-T, ОКС-7 и H.323, в качестве опции протокол E-DSS1 первичного доступа ISDN, протокол абонентского доступа V5, а также сигнализация по выделенным сигнальным каналам CAS); сигнализация для взаимодействия SoftSwitch между собой (протоколы SIP-T и BICC); сигнализация для управления транспортными шлюзами (протоколы MGCP и Megaco/H.248).
Традиционные сети операторов в единой структуре объединяют функции коммутации, управление обслуживанием вызовов, услуги и приложения, а также функции биллинга. Такая сеть представляет собой монолитную закрытую системную структуру, как правило, не допускающую расширения или модернизации на базе оборудования других производителей.
Внедрение Softswitch позволяет изменить традиционно закрытую структуру систем коммутации. Softswitch предоставляя открытые стандартные интерфейсы между тремя основными функциями: коммутации, управления обслуживанием вызовов, услуг и приложений позволяет согласовывать разные протоколы сигнализации как сетей одного типа (например, при сопряжении сетей H.323 и SIP), так и при взаимодействии сетей коммутации каналов с IP- сетями.
Рисунок 2.1 – Координация SoftSwitch обмена сигнальными сообщениями
В архитектуре сетей NGN присутствует несколько элементов, представляющих собой отдельные устройства или произвольные комбинации в интегрированном устройстве.
Наиболее важными элементами сети NGN являются:
1. Медиашлюз (MG - Media Gateway) обрабатывает вызовы из внешней сети (например, сжимает и пакетирует голос/видео, передает сжатые голосовые пакеты в сеть IP, а также проводит обратную операцию для голосовых вызовов из сети IP). Медиа-шлюз также обеспечивает решение задач удаленного доступа, маршрутизации, фильтрования трафика TCP/IP, поддержки виртуальных частных сетей, и т.п.
2. Шлюз сигнализации (SG - Signaling Gateway) служит для преобразования сигнализации и обеспечивает ее прозрачную передачу между коммутируемой и пакетной сетью. Он обрабатывает сигнализацию и передает сообщения через сеть IP контроллеру медиа- шлюза или другим шлюзам сигнализации.
3. Контроллер медиа-шлюза (MGC - Media Gateway Controler) выполняет регистрацию и управляет пропускной способностью медиа-шлюза. Через медиа-шлюз обменивается сообщениями с телефонными станциями.
На рисунке 2.2 приводится пример сети NGN, включающей в себя все вышеописанные элементы, а также принципы их взаимодействия.
Логика обработки вызовов реализуется в контроллере шлюзов MGC. Взаимодействие Softswitch с коммутационными станциями других сетей осуществляется через оборудование медиа-шлюза MG. Для этих целей используется протокол MGCP (Megaco) который ориентирован, прежде всего, на IP-технологии. В результате работы МСЭ по развитию данного протокола появились рекомендации H.248, которые в большей ориентированы на передачу мультимедийной информации, чем на передачу неструктурированного трафика данных.
Рисунок 2.2 – Принципиальная архитектура сети NGN
Следует только отметить возможность выхода MGC через сеть ОКС на узел управления услугами (Services Control Point – SCP), входящий в состав интеллектуальной сети, что позволяет дополнить услуги и приложения, доступные абонентам непосредственно через Softswitch, интеллектуальными услугами.
Пунктирной линией на рисунке 2.2 показана связь Softswitch с пакетной сетью, которая, как правило, базируется на технологиях IP и ATM, и которая обрабатывает основную часть трафика телекоммуникационной системы.
Архитектура сетей NGN будет состоять из IP-ядра и нескольких сетей доступа, использующих разные технологии. Основу сети NGN составляет универсальная транспортная сеть, реализующая функции транспортного уровня и уровня управления коммутацией и передачей.
Транспортная сеть NGN состоит из следующих компонентов:
а) транзитные узлы, выполняющие функции переноса и коммутации;
б) оконечные (граничные) узлы, обеспечивающие доступ абонентов к мультисервисной сети, а также могут выполнять функции узлов служб за счет добавления функций предоставления услуг;
в) контроллеры сигнализации, выполняющие функции обработки информации сигнализации, управления вызовами и соединениями;
г) шлюзы, позволяющие осуществить подключение традиционных сетей связи (ТФОП, СПД, СПС) к транспортной сети.
В качестве технологической основы построения транспортного уровня мультисервисных сетей рассматриваются АТМ и IP с возможным применением в будущем оптической коммутации (ASON).
Реализация инфокоммуникационных услуг в транспортной сети осуществляется на базе узлов служб (Services Node – SN) и/или узлов управления услугами (SCP). Узлы SN является оборудованием поставщиков услуг и может рассматриваться в качестве сервера приложений для инфокоммуникационных услуг, клиентская часть которых реализуется оконечным оборудованием пользователя. Узлы SCP является элементом распределенной интеллектуальной платформы и выполняет функции управления логикой и атрибутами услуг. Совокупность нескольких узлов служб и/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, т.е. состав функций граничных узлов может быть расширен за счет добавления функций предоставления услуг. Для построения таких узлов может использоваться технология гибкой коммутации (Softswitch).
Если представить топологию сети NGN в виде набора плоскостей, приведенной как на рисунке 2.3, то внизу окажется плоскость абонентского доступа (базирующаяся, например, на трех средах передачи: медном кабеле, оптоволокне и радиоканалах), далее идет плоскость коммутации (коммутации каналов и/или коммутации пакетов). В указанной плоскости находится и структура мультисервисных узлов доступа. Над ними располагаются программные коммутаторы SoftSwitch, составляющие плоскость программного управления, выше которой находится плоскость интеллектуальных услуг и эксплуатационного управления услугами.
Рисунок 2.3 – Топология сети NGN в виде набора плоскостей
Инфокоммуникационные услуги предполагают взаимодействие поставщиков услуг и операторов связи. Основными услугами сети доступа должно являться обеспечение подключения следующих типов абонентов:
1) абоненты аналогового доступа ТФОП;
2) абоненты доступа ЦСИС;
3) абоненты доступа xDSL;
4) абоненты выделенных каналов связи N×64 кбит/с и 2 Мбит/с;
5) абоненты, использующие для доступа оптические кабельные технологии (PON);
6) абоненты, использующие для доступа структурированные кабельные системы (HFC);
7) абоненты, использующие системы беспроводного доступа и радиодоступа (Wi-Fi).
В каждой из перечисленных выше типов услуг возможна дальнейшая дифференциация в зависимости от используемой скорости передачи и/или технологии доступа.
Концепция NGN во многом опирается на технические решения, уже разработанные международными организациями стандартизации. Для управления услугами будут использованы протоколы H.323, SIP и подходы, применяемые в интеллектуальных сетях связи.
Протоколы в NGN
Сети NGN можно рассматривать в качестве сетевых решений, объединяющих фрагменты различных существующих сетей (Интернет и СТОП) с применением свойственных этим сетям технологий. Соответственно, в NGN применяются как протоколы Интернет (например, IP, TCP, UDP, FTP, HTTP, SMTP и другие протоколы стека TCP/IP), так и протоколы СТОП (например, ОКС7, EDSS1, протоколы интерфейса V5), Кроме того, некоторые протоколы NGN являются перспективными, прямо или косвенно затрагивая принципы взаимодействия сетей Интернет и СТОП в рамках создания мультисервисной сети. Протоколы NGN с некоторой долей условности можно классифицировать следующим образом: