Развитие телекоммуникационных услуг

Общий знаменатель в инду­стрии телекоммуникаций - это широ­кополосная передача информации. Явной тенденцией в развитии телекоммуни­каций является рост трафика, передаваемого по пакетным сетям в сравнении с потоками, передаваемыми по класси­ческим телефонным или выделенным линиям. Этот факт можно объяснить тем, что многие операторы услуг начина­ют использовать протокол IP как сквозной сетевой прото­кол и в массовом порядке устанавливают пакетные мульт­иплексоры доступа, которые, как предполагается, заменят собой мультиплексоры с временным уплотнением каналов TDM. Особый интерес представляет со­бой появление услуг многоадресной передачи: виртуальные конференции и семинары для корпоративных пользователей (на дому или в офи­се), а также трансляция видео для частных пользователей. Для тран­сляции видео особенно характерны огромная потенциальная аудитория и существенное расширение выбора каналов - все это подготавливает почву для развития транспортных се­тей, обеспечивающих режим много­адресной передачи.

Примерами услуг, реализация которых возможна на базе платформы IMS, являются: передача голоса по сетям IP; видеотелефония; обозреватель Web; услуги Presence; услуги push-to (например, push-to-talk, push-to-view, push-to-video); групповой чат/мгновенные сообщения; групповые игры; услуги PIM (календарь, оповещения); мультимедийные конференции (Audio/Web/video); обмен контентом/ передача данных.

Платформа универсальной архитектуры IMS предоставляет пользователям следующие возможности:

организация мультимедийной связи между пользователями в режиме реального времени (голосовые услуги, видеотелефония);

интеграция услуг в режиме реального времени и услуг, не требующих режима реального времени;

интеграция различных услуг и приложений;

упрощение для пользователя процесса подключения нескольких услуг в рамках одного соединения или нескольких установленных соединений.

Для оператора связи реализация концепции IMS предоставляет следующие возможности:

снижение капитальных затрат за счет разделения выполняемых функций (например, с поставщиками услуг) и использования единой инфраструктуры для всех услуг;

снижение операционных расходов за счет упрощения архитектуры сети;

формирование пакетов услуг для разных целевых групп;

быстрое внедрение новых услуг;

облегчение процесса присоединения третьих организаций к собственной сети для увеличения числа заказных услуг для пользователей (что приводит к снижению оттока пользователей к конкурентам);

возможность выбора поставщиков оборудования благодаря открытым и хорошо описанным интерфейсам взаимодействия с третьими организациями.

В настоящее время есть компании (например, Ericsson), представители которых утверждают, что благодаря универсальной архитектуре одна и та же IMS-платформа может быть использована для приложений и услуг в сетях 2.5G и 3G, а также в фиксированных сетях. Например, на взгляд представителей компании Huawei, для перехода на IMS необходимо следующее:

обеспечение конвергенции различных сетей;

использование стандартизованных протоколов NGN;

завершение стандартизации IMS;

повсеместное внедрение протокола IPv6;

распространение многорежимных терминалов с протоколом SIP;

организация унифицированной системы биллинга.

2. Систематизация вариантов абонентского доступа

Модель перспективной сети доступа, представленная на рис.2.1, вобрала в себя наиболее перспективные интегральные решения по реализации абонентского доступа.

Основной элемент моде­ли - мультисервисный абонентский концентратор (МАК), поддерживающий подключение всех видов терми­нального оборудования. Он также обеспечивает выход в базовую транспортную сеть. Аб­бревиатура FTTR (R - remote) исполь­зуется для обозначения тех способов применения технологии FTTx, когда кабель с оптическими волокнами про­кладывается от опорного коммутатора базовой сети к удаленному модулю (в данном случае МАК).

В верхней части модели по варианту а) показано включение обычного телефонного ап­парата (ТА) по двухпроводной физической цепи, которую также называют абонентской линией. Вариант (б) иллюстрирует типичную ситуацию использования возможностей сети беспроводного ши­рокополосного до­ступа стандарта WiMAX или WiFi для создания в помещении новой компании локальной сети LAN. Некоторые компании стали использовать устройства инте­грированного до­ступа (IAD), обес­печивающие под­ключение различ­ных видов терми­нального оборудо­вания. Для вари­анта (в) показано включение одного телефонного аппарата и се­ти LAN, обеспечивающей связь для пер­сональных компьютеров (ПК), через устройство инте­грированного до­ступа IAD и оборудование xDSL.

Вариант (г) основан на использова­нии учрежденческой АТС, которая ба­зируется на IP-технологии (IP -УАТС). Телефонные аппараты в эту станцию подключаются по двухпроводной абонентской линии или через адаптеры (А), которые позволя­ют передавать информацию по ли­ниям электропроводки (технология PLC). В локальной сети показано устрой­ство обмена телевизионными сигнала­ми (ТВ). До концентратора предусмо­трено использование кабеля с оптиче­ским волокном. Буква "О" (Office) на последней позиции в аббревиатуре FTTO указывает на то, что ка­бель с оптическим волокном проложен до офиса, то есть до границы с сетью в помещении пользователя.

В нижней части модели показано комбинированное решение - всем пользователям обеспечивается два не­зависимых пути обмена информацией с базовой сетью: по цифровому тракту, образованному оборудованием xDSL, и далее через МАК; по цифровому тракту, созданному си­стемой беспроводного широкополос­ного доступа, и далее через базовую станцию LTE. Такое решение позволяет обеспечивать высокую надеж­ность связи тем пользователям, кото­рые готовы заключить с оператором соглашение об уровне обслуживания SLA. Симбиоз проводных (wireline) и беспроводных (wireless) технологий позволяет повысить надеж­ность связи.

Применение систем фиксирован­ного радиодоступа в сетях традиционных операторов связи позволяет расширить зону обслуживания сети и объем предоставляемых услуг. Они не требуют значительных инвестиций на этапе построения сети и ее эксплуатации. В России для строительства сетей беспроводного доступа Государственный комитет по радиочастотам выделил полосы частот в диапазонах 2,4; 3,5; 5; 10,5 и 26 ГГц. В крупных горо­дах России ни­жние диапазоны частот уже заняты, а оставшийся ча­стотный ресурс интенсивно осваивает­ся. Рассмотрим возможности перспективных технологий фиксирован­ного радиодоступа и определим область их применения (см. рис.2.2).

Стандарты технологии «коммуникации на рабочем месте» Wireless Personal Area Network (WPAN) рассчитаны на построение сети "интеллектуальный дом", где сосредоточены такие уст­ройства как периферия компьютеров, ви­деокамеры, холодильники, охранная сигнализация. Они должны объеди­няться в пикосеть с радиусом зоны обслуживания 10-50 метров.

LTE WiFi WiFi

Рисунок 2.1- Модель перспективной сети доступа

Основным диапазоном работы для оборудования WPAN является диапазон частот 2,4 ГГц.

Скорость передачи информации в сетях WPAN достигает 10 Мбит/с для стандарта Bluetooth V2.0. Ожидает­ся, что скорость передачи информации в условиях использования обору­дования Ultra Wideband (UWB) будет превышать 100 Мбит/с при радиусе зоны обслуживания до 10 метров.

Рисунок 2.2 - Технологии фиксированного радиодоступа

В масштабах города

Технология локальных беспроводных сетей Wireless Local Area Network (WLAN) была разработана для обеспечения доступа к сетям передачи данных и сети Internet абонентов корпоративных сетей, а также для обслуживания платежеспособных клиентов в выставоч­ных центрах, отелях и аэропортах.

Современное оборудование технологии WLAN используется для построения внутри офисных беспроводных сетей. При этом ра­диус зоны обслуживания составляет от нескольких десятков до 100-150 мет­ров. При использовании до­полнительных усилителей и направлен­ных антенн зона об­служивания может быть увеличена до нескольких десятков ки­лометров. Для развития сетей WLAN используются полосы ча­стот в диапазонах 2,4 ГГц и 5 ГГц. Оборудование WLAN разрабатывается по таким стандар­там как:

серия стандартов, разработанная рабо­чей группой IEEE 802.11, института IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) в США, полу­чившая широкую известность как тех­нология Wi-Fi;

стандарты HiperLAN (High Performance LAN) европейского института стандартиза­ции связи ETSI в рамках проекта BRAN (Broadband Radio Access Networks);

японский стандарт HiSWAN (High Speed Wireless Access Network);

технология, разработанная консорциу­мом HomeRF Working Group (HomeRF2).

Следует отметить, что в странах с развитой телекоммуни­кационной инфраструктурой свыше 90% сетей используют технологии WPAN и WLAN для предостав­ления услуг передачи данных и голоса в масштабе города или района.

Технология городских беспроводных сетей города Broadband Wireless Access (BWA) предназначена для развертывания беспроводных сетей масштаба города. Стандартизованное название WiMAX выглядит как Worldwide Interoperability for Microwave ­ Access, то есть всемирная взаимная совме­стимость для микроволнового радиодо­ступа. Основной функцией сетей технологии BWA яв­ляется предоставление канала связи ор­ганизациям или коллективным пользователям, которые имеют высокий уровень запросов в части номенклатуры и качества ус­луг.

Перед оператором сети BWA стоит задача обслуживания множества таких клиентов, у каждого из которых могут быть собственные требования к качеству и пропускной способности канала, а так­же к дополнительным сервисам. Поэто­му оборудование, используемое для соз­дания сети BWA, должно поддерживать различные уровни обслуживания и ком­плексы услуг для каждого подключаемо­го абонента, обеспечивать тарификацию и управление всей сетью.

Разработкой и продвижением технологии WiMAX на рынке телекоммуникаций занимается про­мышленная группа WiMAX Forum - консорциум ведущих производителей оборудования беспроводного доступа и наборов микросхем для него. Кроме вза­имной совместимости, которая должна привести к серьезному удешевлению оборудования, новый стандарт предусматривает множе­ство важных преимуществ. Среди них можно выделить возможность ра­боты сети вне зоны прямой видимости антенн базовых станций, а также повышенный уровень качества обслуживания трафи­ка. Однако в Российской Федерации для развития городской инфраструктуры был выбран стандарт LTE, который полностью заменяет собой системы WiMAX.

На рисунке 2.3 показаны требования к скорости передачи информации при использовании различных служб, как для восходящего (от пользователя), так и для нисходящего потока (к пользователю). Большинство абонентских служб являются асимметричными. Другими словами - пользователь принимает большой объем информации, при этом скорость передачи информации обычно значительно меньше.

Определим характерные варианты предоставления услуг на уровне абонентского доступа.

При работе на дому пользователь имеет возможность осуществлять доступ к рабочей станции, принтерам, факсам или удаленным локальным сетям. Он располагает возможностью получения следующих услуг:

нисходящий поток – видео качество CATV (4 Мбит/с) + голос + данные; восходящий поток – голос + данные (>64 Кбит/с).

В режиме видео конференции конечный пользователь имеет возможность принимать видеоизображение из удаленного источника, в этом случае видео будет передаваться по нисходящему потоку, а аудио информация в восходящем потоке:

нисходящий поток - видео (1.5 Мбит/с) + голос + графика;

восходящий поток - голос + графика + данные (все - 384 кбит/с).

В режиме реализации услуг «Видео по запросу» и «Интерактивное телевидение» конечный пользователь может получить доступ к видео реального времени, и/или заранее сохраненному видео или к графике, а также может осуществить поиск с помощью меню:

нисходящий поток – качество VHS (1.5 Мбит/с), CATV (4 Мбит/с), высокое (6 Мбит/с);

восходящий поток – удаленное управление с помощью VCR (16 Кбит/с).

При реализации услуги «Музыка по запросу» пользователь может осуществить доступ к музыке через сеть провайдера служб:

нисходящий поток – высококачественная аудио служба (384 Кбит/с);

восходящий поток – дистанционное управление (стоп, пауза,... ) на скорости 100 бит/с.

Пользователь имеет возможность участвовать в интерактивной игре через удаленный сервер с другим пользователем на скорости: нисходящий поток – высококачественное видео (6 Мбит/с) + аудио; восходящий поток – джойстик или мышь (>64 Кбит/с).

все технологии для создания широкополос­ных местных сетей являют­ся равноправными. Общие тенденции развития показывают, что местные сети в будущем станут гибридными — в них услуга будет определять оптимальную среду и технологию доставки для конкретного случая и абонента.

Рисунок 2.3 - Характеристики интерактивных служб