Развитие телекоммуникационных сетей

Ниже, на рисунке 4 представлен пример обобщенной схемы  построения сети NGN:

 

Построение  NGN

 

 

Рис. 1.3.3

 

2.1. Классификация оборудования

 

Схема классификации  оборудования для NGN представлена на рис. 2.1.

 

Классификация типов оборудования NGN

 

 

Рис. 2.1.1

 

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. 2.1.2.

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.

 

Функциональная  схема гибкого коммутатора

 

 

Рис. 2.1.2

 

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 доменом 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.