Модернизация мультисервисной сети на базе сетей будущего поколения NGN
Несмотря на то что в настоящее время оборудование NGN применяется в Казахстане не повсеместно, в течение ближайших нескольких лет возможно активное внедрение систем коммутации SoftSwitch на сетях связи общего пользования и строительство сети NGN на оборудовании различных производителей. Поэтому операторам связи, еще не перешедшим на NGN, уже сейчас нужно обладать технологией построения крупных сетей на основе различных сигнальных коммутаторов Softswitch.
К тому же стоит максимально использовать возможности применения различных сетевых решений поверх IP-сети. Такие возможности NGN, как:
- перенос телефонного трафика VoIP на транзитном (междугородном) уровне ТфОП (класс 4, IP-bypass);
- замена оконечных АТС на ТфОП NGN-коммутаторами;
- предоставление корпоративным пользователям услуги IP-Centrex (услуги унифицированной связи - UC);
- оказание мультимедиа-услуг (IP-TV, VoD, видео - конферепцевязь;
- передача речи в КТВ-сетях, построенных по технологии HFC;
- доступ в Интернет при помощи WLAN;
- обеспечение качественного обслуживания в корпоративных виртуальных сетях (VPN) на базе IP/MPLS.
Все эти услуги, возможно, реализовать в сетях операторов связи не только по-отдельности, но и сочетая, их друг с другом. Первые 3 возможности являются самыми подходящими для операторов традиционных телефонных сетей, так как это соответствуют их исторически сложившейся направленности на предоставление базовых услуг передачи речи. Исходя из этого, стоит формировать первоначальный пакет NGN-услуг именно с них, а уже потом, в зависимости от дополнительных потребностей пользователей, увеличивать его за счет внедрения нового функционала.
Существует два способа построения NGN структуры на основе IPTN, ее отличительные особенности:
-"плоская" архитектура опорной сети;
-управление с помощью сигнального коммутатора SoftSwitch;
-доступ к услугам уровня управления услугами и приложениями во всей сети для любых видов абонентских устройств;
-конвергенция телефонной, мультимедийной и мобильной сетей с сетью передачи данных в единую сетевую структуру.
Первый подход предполагает реконструкцию сети на местном уровне, начиная с замены местных АТС класса 5. Второй подход в качестве первого шага при модернизации сети рассматривает замену опорно - транзитных АТС класса 4 транзитного уровня сети на транковые медиашлюзы, управляемые сигнальным коммутатором Soft Switch.
Реконструкция сети местного уровня с заменой местных АТС на Softswitch может производиться по «островному» принципу, путем использования комбинации SoftSwitch и медиа-шлюза с функцией TDM, к которому могут присоединяться удаленные выносы вместо отдельных АТС.
Однако чем больше местных АТС заменяется одновременно, тем меньше будут удельные затраты в пересчете на порт, поскольку для всех медиа-шлюзов можно использовать один SoftSwitch.
По мере развития опорной IP-сети ввести новую номерную емкость можно будет прямо с терминального оборудования NGN - IP-телефонов и устройств интегрированного доступа. Этот подход сопряжен с необходимостью масштабной замены многих АТС и потому отличается высоким уровнем начальных инвестиций. Значительные средства потребуются на строительство опорной IP-сети (в случае если ее еще нет у оператора) или модернизацию и расширение существующей IP-сети до уровня MPLS.
Кроме того, если реконструировать сеть с уровня местных АТС, в новой сети сохраняются такие недостатки ТфОП, как большое число управляющих узлов, распределение номерных ресурсов по оконечным станциям, необходимость модификации ПО, доступ к новым услугам только в области покрытия коммутационных систем. Все эти факторы влекут за собой удорожание стоимости работ по модернизации и возникновение множества технических проблем при обновлении оборудования.
Таким образом, первый подход можно рекомендовать только для сетей с небольшой областью покрытия или с относительно небольшой номерной емкостью.
Более приемлемым путем перехода к NGN является реконструкция сети с уровня опорно-транзитных АТС. Его ключевыми достоинствами являются:
- небольшой уровень начальных вложений (САРЕХ);
- рациональная архитектура сети с централизованным расположением медиашлюзов, управляемых SoftSwitch в транзитных узлах сети;
- оптимизация структуры путем двухсвязного подключения местных АТС к медиашлюзам мощных транзитных узлов;
- быстрее и проще вводить новые услуги, например подробную тарификацию местных вызовов, возможность переноса номера, извещения о балансе в конце вызовов, параллельные звонки);
- сокращение операционных затрат OPEХ за счет централизации служб технической эксплуатации.
Процесс перехода к NGN разбит на несколько этапов. На первом этапе должны быть решены две главные задачи - совместимость устанавливаемого оборудования с существующей сетью и возможность плавного перехода к полноценной NGN, сохраняя существующие ресурсы.
Данный подход подразумевает, в первую очередь, установку укрупненных центров коммутации, состоящих из сигнальных коммутаторов SoftSwitch и транспортных медиа-шлюзов на двух узлах транзитного уровня сети. Функция коммутации вызова и услуг смещаются на транспортный уровень. Замененные транзитные TDM станции можно использовать в качестве местных. Два узла нужны для реализации резервирования dual-home (двухсвязное подключение), что является необходимым условием для сети операторского класса.
Сами же местные станции фактически становятся выносами укрупненных узлов коммутации. После ликвидации перекрестных связей «каждая с каждой» местные АТС соединяются с центрами коммутации методом двухсвязного подключения. Для хранения информации об абонентах используется сервер баз данных SHLR, аналогичный HLR для мобильной связи. Такое сетевое решение получило название Smart Network - «умная сеть», поскольку оно значительно облегчает ввод услуг, для которых ранее была необходима интеллектуальная платформа.
В качестве центрального сервисного узла компаня Huawei Technologies предложила решение NGN - ориентированного коммутатора - NGN - ready switch, который подготавливает базу для полномасштабного перехода к NGN путем развертывания опорной IP-сети.
Далее предполагается создание IP/MPLS - сети или модернизация существующей IP-сети до уровня MPLS и ее использование для отвода речевого трафика, чтобы разгрузить транспортную сеть TDM. За управление предоставлением речевых базовых услуг отвечает сигнальный коммутатор SoftSwitch.
Третий этап - модернизация местных устаревших АТС на уровне доступа, которые уже выработали свой ресурс. Приступать к модернизации можно после реконструкции транзитного уровня сети или же одновременно с ним (сценарий вертикальной консолидации). Чтобы решить эту задачу существует несколько способов:
Во-первых, развивать сети оптического доступа, подключенные по интерфейсу V5.2 к ОПТС и впоследствии их модернизировать до поддержки IP - протокола Н.248 для управления сигнальным коммутатором через IP-сеть.
Во-вторых, подключить модули абонентского доступа к универсальным медиа - шлюзам UMG.
В-третьих, непосредственно подключать медиа - шлюзы доступа AMG к IP-сети по протоколу Н.248.
На данном этапе введение номерной емкости производится за счет установки медиа - шлюзов доступа большей емкости в том же номерном сегменте, что и заменяемые АТС.
Концепция мультисервисного узла доступа MSAN (Multiservice Access Node) имеет большое значение в реконструкции уровня доступа. Одноименное устройство поддерживает разнообразные сетевые интерфейсы (ЕТ, ATM, STM, FE, GE) управления VoIP, поэтому от сигнального коммутатора в режиме пассивной оптической сети BPON/EPON/GPON способно довести оптику до конечного абонента. Помимо этого, MSAN может работать в режимах различных шлюзов: TDM to IF TDM to АTМ, TDM/ATM to IP.
На четвертом этапе завершается замена местных устаревших АТС на MSAN (UA5000 и др.) и развертывание услуговых платформ, внедряются мультимедийные услуги IP-TV, VoIP, IP-Centrex, VSC для корпоративных клиентов, услуги сторонних поставщиков по интерфейсу Parlay, и услуги аутсорсинга корпоративной связи UC (Unified Communication) с платформ сетевого оператора. Для успешного внедрения NGN-услуг потребуется применение интегрированных устройств доступа IAD и широкополосных интеллектуальных терминалов.
На пятом этапе происходит интеграция с мобильной сетью - FMC (Fix-Mobile Convergence). Для это SHLR, установленный на первом этапе реконструкции, модернизируется, чтобы поддерживать функции HLR ceти сотовой связи, a SCP - чтобы поддерживать интегрированные функции фиксированной и мобильной сети.
Такой подход был выбран British Telecom для модернизации сети по технологии NGN «Сеть 21 века», где на местном уровне был использован MSAN UA5000 от Huawei. Это привело к 10-кратному снижению операционных расходов (ОРЕХ) на уровне магистральной сети. Затраты на обслуживание местных АТС на уровне доступа и на уровне городской сети снижаются в меньшей степени.
Сеть NGN г. Павлодар должна строиться на основе строящейся городской сети передачи данных IP/MPLS с пропускной способностью 10 Гбит/с. Все оборудование NGN будет подключаться непосредственно в IP/MPLS маршрутизаторы.
Состав сети NGN:
- управляющий комплекс для управления сетью абонентских и транковых медиашлюзов, установленных в городе Павлодар. Включает в себя оборудование Softswitch, сервер медиаресурсов MRS, пограничный контроллер сессий SBC, систему COPM, оборудование LAN, ЗИП, средства сетевой безопасности. Данный управляющий комплекс должен обеспечивать управление сетью медиашлюзов доступа, которые будут устанавливаться по отдельным проектам;
- расширение существующего транкового медиашлюза.
Управляющий комплекс должен обеспечивать производительность, достаточную для работы при двукратном увеличении емкости сети при следующих параметрах нагрузки:
- средняя удельная нагрузка на соединительную линию со стороны СТОП – 0,8 Эрл;
- средняя длительность вызова – 90 с;
- средняя нагрузка на одну абонентскую линию – 0,15 Эрл.
Не должно быть ограничений по пропуску трафика внутри сети NGN между всеми типами оконечных устройств (TMG, AMG, IP–phone и др.) по протоколам SIP/SIP - T, находящихся под управлением различных управляющих комплексов независимо от их количества и поставщика оборудования;
Не должно быть ограничений по использованию различных протоколов сигнализаций ( ОКС №7 или DSS - 1 и V5.2) при подключении оборудования TDM к медиашлюзам;
Необходимо обеспечить возможность подключения различных видов систем абонентского доступа с управлением по протоколу Н.248. Количество лицензий не менее 10000 номеров.
Количество поддерживаемых сигнальных каналов ОКС №7 должно быть не менее 16.
Медиашлюз должен обеспечивать пропуск 100% трафика с использованием компрессии в соответствии с G.711 и не менее 10% трафика с использованием компрессии в соответствии с G.729.
Необходимо организовать центр управления управляющим комплексом и медиашлюзом соединительных линий.
Количество мест операторов необходимо определить исходя из интенсивности процессов управления и техобслуживания.