Сети следующего поколения - NGN

Опубликовано 05.11.2015 - 18:46 - Муратбеков Манар Самарулы

Раздел 1. Понятие NGN и ее услуги
Тема 1.1. Основные тенденции развития современных сетей
Тема 1.2. Понятие NGN и ее базовые принципы
Тема 1.3. Преимущества NGN
Тема 1.4. Классификация услуг для сетей NGN
Раздел 2. Общая архитектура сети NGN
Тема 2.1.Четырехуровневая и трехуровневая модель NGN
Тема 2.2. Выбор технологии для транспортной сети (IP/MPLS, ATM, GE, SDH, xWDM)
Тема 2.3. Первичные сети. Вторичные сети. Глобальные сети. Метропольные сети. Локальные сети.
Тема 2.4. Функциональная структура. Классификация оборудования.
Раздел 3. Программный коммутатор Softswitch
Тема 3.1. Понятие и архитектура Softswitch
Тема 3.2. Реализация Softswitch
Тема 3.3. Функции Softswitch и его взаимодействие с другим оборудованием
Раздел 4. Протоколы сетей NGN
Тема 4.1. Базовые протоколы стека TCP/IP
Тема 4.2. Сигнальные протоколы
Тема 4.3. Транспортные протоколы RTP/RTCP
Тема 4.4. Протоколы информационных служб и управления
Тема 4.5. Протоколы маршрутизации и управления
Тема 4.6. Протоколы сжатия аудиоинформации
Раздел 5. Применение решений NGN для развития сетей связи
Тема 5.1. Международный уровень сети NGN
Тема 5.2. Междугородный уровень
Тема 5.3. Местные сети NGN
Тема 5.4. Организация управления сетью
Раздел 6. Качество обслуживания
Тема 6.1. Классификация трафика в современных сетях. Основные характеристики трафика
Тема 6.2. Классы служб и их характеристики в мультисервисных сетях.Проблемы обеспечения качества услуг (QoS).
Соглашение об уровне услуг (SLA)
Тема 6.3. Факторы, снижающие качество. Методы оценки качества.
Тема 6.4. Технологии DiffServ и IntServ. Управление трафиком.
Тема 6.5. Механизмы обеспечения качества обслуживания в пакетных сетях

Скачать:

Вложение	Размер
Сети следующего поколения - NGN	639 КБ
Программный коммутатор Softswitch	2.54 МБ
Понятие NGN и ее услуги	1.25 МБ
Общая архитектура сети NGN	1.32 МБ
Программный коммутатор Softswitch	1.78 МБ
Понятие и архитектура Softswitch	1.39 МБ
Реализация Softswitch. Функции Softswitch и его взаимодействие с другим оборудованием	2.59 МБ
Функции Softswitch и его взаимодействие с другим оборудованием	2.6 МБ
Протоколы сетей NGN	2.69 МБ
Протоколы сетей NGN. Алгоритмы установления соединения по протоколу SIP	2.53 МБ
Применение решений NGN для развития сетей связи	439.5 КБ
Качество обслуживания	2.28 МБ
Протокол сигнализации SIP	1.58 МБ
Архитектура сети H.323	1.55 МБ
MGCP	1.01 МБ

Предварительный просмотр:

Понятие сети NGN и ее услуги

Основные тенденции развития современных сетей

Технологической основой информационного общества является Глобальная информационная инфраструктура (ГИИ), которая должна обеспечить возможность демократичного доступа к информационным ресурсам каждого жителя планеты. Информационную инфраструктуру составляет совокупность баз данных, средств обработки информации, взаимодействующих сетей связи и терминалов пользователя.

Доступ к информационным ресурсам в ГИИ реализуется посредством услуг связи нового типа, получивших название услуг Информационного общества или инфокоммуникационных услуг.

Особенности инфокоммуникационных услуг

К основным технологическим особенностям, отличающим инфокоммуникационные услуги от услуг традиционных сетей связи, можно отнести следующие:

инфокоммуникационные услуги оказываются на верхних уровнях модели ВОС (в то время как услуги связи предоставляются на третьем, сетевом уровне);
большинство инфокоммуникационных услуг предполагает наличие клиентской и серверной частей; клиентская часть реализуется в оборудовании пользователя, а серверная – на специальном выделенном узле сети, называемом узлом служб;
инфокоммуникационные услуги, как правило, предполагают передачу информации мультимедиа, которая характеризуется высокими скоростями передачи и несимметричностью входящего и исходящего информационных потоков;
для предоставления инфокоммуникационных услуг зачастую необходимы сложные многоточечные конфигурации соединений;
для инфокоммуникационных услуг характерно разнообразие прикладных протоколов и возможностей по управлению услугами со стороны пользователя;
для идентификации абонентов инфокоммуникационных услуг может использоваться дополнительная адресация в рамках данной инфокоммуникационной услуги.

Большинство инфокоммуникационных услуг являются «приложениями», т.е. их функциональность распределена между оборудованием поставщика услуги и оконечным оборудованием пользователя. Как следствие, функции оконечного оборудования также должны быть отнесены к составу инфокоммуникационной услуги, что необходимо учитывать при их регламентации.

Бизнес-модель, определяющая участников процесса предоставления инфокоммуникационных услуг и их взаимоотношения, также отличается от модели традиционных услуг электросвязи, в которой было представлено всего лишь три основных участника: оператор, абонент и пользователь.

Новая деловая модель предполагает наличие поставщика услуг, который предоставляет инфокоммуникационные услуги абонентам и пользователям. При этом сам поставщик является потребителем услуг переноса, предоставляемых оператором сети связи.

На рынке могут также присутствовать дополнительные виды поставщиков услуг: поставщики информации, брокеры, ритейлеры и т.д. Поставщик информации предоставляет информацию поставщику услуг для распространения. Брокер предоставляет информацию о поставщиках услуг и их потенциальных абонентах, содействует пользователям в поиске поставщиков, оказывающих требуемые услуги. Ритейлер выступает как посредник между абонентом и поставщиком с целью адаптации услуги к индивидуальным требованиям абонента.

К инфокоммуникационным услугам предъявляются такие требования, как:

мобильность услуг;
возможность гибкого и быстрого создания новых услуг;
гарантированное качество услуг.

Большое влияние на требования к инфокоммуникационным услугам оказывает процесс конвергенции, приводящий к тому, что инфокоммуникационные услуги становятся доступными пользователям вне зависимости от способов доступа.

Требования к сетям связи

Принимая во внимание рассмотренные особенности инфокоммуникационных услуг, могут быть определены следующие требования к перспективным сетям связи:

мультисервисность, под которой понимается независимость технологий предоставления услуг от транспортных технологий;
широкополосность, под которой понимается возможность гибкого и динамического изменения скорости передачи информации в широком диапазоне в зависимости от текущих потребностей пользователя;
мультимедийность, под которой понимается способность сети передавать многокомпонентную информацию (речь, данные, видео, аудио) с необходимой синхронизацией этих компонент в реальном времени и использованием сложных конфигураций соединений;
интеллектуальность, под которой понимается возможность управления услугой, вызовом и соединением со стороны пользователя или поставщика услуг;
инвариантность доступа, под которой понимается возможность организации доступа к услугам независимо от используемой технологии;
многооператорность, под которой понимается возможность участия нескольких операторов в процессе предоставления услуги и разделение их ответственности в соответствии с областью деятельности.

Кроме того, при формировании требований к перспективным сетям связи необходимо учитывать особенности деятельности поставщиков услуг. В частности, современные подходы к регламентации услуг присоединения предусматривают доступ поставщиков услуг, в том числе и не обладающих собственной инфраструктурой, к ресурсам сети общего пользования на общедоступном принципе. При этом к основным требованиям, предъявляемым поставщиками услуг к сетевому окружению, относятся:

обеспечение возможности работы оборудования в «мультиоператорской» среде, т.е. увеличение числа интерфейсов для подключения к сетям сразу нескольких операторов связи, в том числе на уровне доступа;
обеспечение взаимодействия узлов поставщиков услуг для их совместного предоставления;
возможность применения «масштабируемых» технических решений при минимальной стартовой стоимости оборудования.

С другой стороны, наращивание объемов предоставляемых инфокоммуникационных услуг может негативно сказаться на показателях качества обслуживания вызовов базовых услуг существующих сетей связи.

Все это вынуждает учитывать наличие инфокоммуникационных услуг при планировании способов развития традиционных сетей связи в направлении создания сетей связи следующего поколения.

Понятие NGN и ее базовые принципы

В основу концепции построения сети связи следующего поколения положена идея о создании универсальной сети, которая бы позволяла переносить любые виды информации, такие как речь, видео, аудио, графику и т. д., а также обеспечивать возможность предоставления неограниченного спектра инфокоммуникативных услуг.

Сеть связи следующего поколения (NGN – Next Generation Network) – концепция построения сетей связи, обеспечивающих предоставление неограниченного набора услуг с гибкими возможностями по их управлению, персонализации и созданию новых услуг за счет унификации сетевых решений, предполагающая реализацию универсальной транспортной сети с распределенной коммутацией, вынесение функций предоставления услуг в оконечные сетевые узлы и интеграцию с традиционными сетями связи.

NGN – это:

Концепция построения сетей связи, т.е. система взглядов, основная мысль построения сетей связи;
Предоставление неограниченного набора услуг, что, на мой взгляд, является самым важным в наше время. Ведь именно благодаря тому, что потребители требуют все новых и новых услуг с еще большим качеством, развиваются стандартные технологии и появляются новые. Что, в свою очередь, приводит к появлению таких систем как NGN;
Гибкие возможности по управлению услугами;
Персонализация услуг;
Унификация сетевых решений, т.е. универсальная сеть;
Интеграция с традиционными сетями связи. Это очень важно, т.к. мы не можем одним щелчком взять и все «старые» сети связи отменить и поставить вместо них NGN. Это будет и невыгодно и нецелесообразно, а также достаточно сложно.

Базовым принципом концепции NGN является отделение друг от друга функций переноса и коммутации, функций управления вызовом и функций управления услугами.

NGN, которая потенциально должна объединить существующие сети связи (телефонные сети общего пользования – ТфОП, сети передачи данных – СПД, сети подвижной связи – СПС), обладает следующими характеристиками:

сеть на базе коммутации пакетов, которая имеет разделенные функции управления и переноса информации, где функции услуг и приложений отделены от функций сети;
сеть компонентного построения с использованием открытых интерфейсов;
сеть, поддерживающая широкий спектр услуг, включая услуги в реальном времени и услуги доставки информации (электронная почта), в том числе мультимедийные услуги;
сеть, обеспечивающая взаимодействие с традиционными сетями электросвязи;
сеть, обладающая общей мобильностью, т.е. позволяющая отдельному абоненту пользоваться и управлять услугами независимо от технологии доступа и типа используемого терминала и предоставляющая абоненту возможность свободного выбора поставщика услуг.

Преимущества NGN

Сети электросвязи, построенные на основе концепции NGN, обладают следующими преимуществами перед традиционными сетями электросвязи.

Для оператора:

построение одной универсальной сети для оказания различных услуг;
повышение среднего дохода с абонента за счет оказания дополнительных мультимедийных услуг;
оператор NGN может наиболее оптимально реализовывать полосу пропускания для интеграции различных видов трафика и оказания различных услуг;
NGN лучше приспособлена к модернизации и расширению;
NGN обладает легкостью в управлении и эксплуатации;
оператор NGN располагает возможностью быстрого внедрения новых услуг и приложений с различным требованием к объему передаваемой информации и качеству ее передачи.

Для пользователя:

абстрагирование от технологий реализации услуг электросвязи (принцип черного ящика);
гибкое получение необходимого набора, объема и качества услуг;
мобильность получения услуг.

NGN будут поддерживать как уже существующее, так и новое оконечное оборудование, включая аналоговые телефонные аппараты, факсимильные аппараты, оборудование ЦСИС (цифровая сеть с интеграцией служб), сотовые телефоны различных стандартов, терминалы телефонии по IP-протоколу (SIP и H.323), кабельные модемы и т.д.

Классификация услуг для сетей NGN

В настоящее время отсутствует общая классификация услуг для сетей NGN. В рамках концепции, когда сеть NGN предлагается рассматривать не как отдельную категорию сетей связи, а как инструмент построения и развития существующих сетей, услуги, предоставляемые в рамках фрагмента NGN, можно классифицировать следующим образом:

базовые: услуги, ориентированные на установление соединения с использованием фрагмента NGN между двумя оконечными терминалами;
дополнительные виды обслуживания: услуги, предоставляемые наряду с базовыми и ориентированные на поддержку дополнительных списков возможностей;
услуги доступа, ориентированные на организацию доступа к ресурсам, и точек присутствия интеллектуальных сетей и сетей передачи данных;
информационно-справочные услуги: услуги, ориентированные на предоставление информации из баз данных, входящих в структуру NGN;
услуги виртуальных частных сетей: услуги, ориентированные на организацию и поддержание функционирования VPN со стороны элементов фрагмента NGN;
услуги мультимедиа: услуги, ориентированные на обеспечение и поддержку функционирования мультимедийных приложений со стороны фрагмента NGN.

Базовые услуги. Под базовыми видами понимаются:

услуги местной, междугородной, международной телефонной связи, предоставляемые с использованием (полным или частичным) фрагмента сети на основе NGN-технологий. Базовые услуги телефонии в сетях NGN могут использовать технологии компрессии речи, при этом качество предоставления базовых услуг должно соответствовать классам «высший» и «высокий». Базовые услуги телефонии могут быть доступны пользователям, использующим терминалы сетей ТфОП, СПС и Н.323, SIP-терминалы;
услуги по передаче факсимильных сообщений между терминальным оборудованием пользователей. Услуга может предоставляться пользователям, использующим терминалы сетей ТфОП и СПС. Услуга e-fax не относится к данному классу;
услуги по организации модемных соединений между терминальным оборудованием пользователей. Услуга может предоставляться пользователям, использующим терминалы сетей ТфОП и СПС. Услуга доступа в сети IP не относится к данному классу;
услуга доставки информации «64 кбит/с без ограничений» и базирующиеся на ней услуги предоставления связи, определенные для технологии ISDN для установления соединений между терминальным оборудованием пользователей. Услуга может предоставляться пользователям, использующим терминалы ISDN.

Задачей сетевого фрагмента NGN при предоставлении базовых услуг является установление и поддержание соединения с требуемыми параметрами.

Дополнительные виды обслуживания (ДВО). Предоставление базовых услуг может сопровождаться дополнительными видами обслуживания, которые расширяют возможности пользователя по получению информации о соединении, тональных уведомлений, а также позволяют изменять конфигурацию соединения. В сетевом фрагменте NGN пользователям могут быть доступны следующие дополнительные виды обслуживания:

идентификации вызывающей линии (CLIP);
запрет идентификации вызывающей линии (CLIR);
предоставление идентификации подключенной линии (COLP);
переадресация вызова при отсутствии ответа (Call Forwarding No Reply);
переадресация вызова при занятости (Call Forwarding Busy);
безусловная переадресация вызова (Call Forwarding Unconditional);
идентификация злонамеренного вызова (MOD);
индикация ожидающего вызова/сообщения (Call/Message Waiting);
завершение вызова (Call Completion);
парковка и перехват вызовов (Call Park/Pick-up);
удержание вызова (Call Hold);
замкнутая группа пользователей (CUG);
конференц-связь с расширением (CONF);
другие.

Следует отметить, что в зависимости от используемого типа подключения и терминального оборудования, а также от возможностей Softswitch список и алгоритмы предоставления услуг могут отличаться.

В настоящий момент наиболее специфицированными являются дополнительные виды обслуживания для пользователей сетей ISDN. Спецификации ряда ДВО для пользователей сетей на основе Н.323 и SIP-протоколов находятся в процессе разработки в международных организациях.

Также следует отметить, что фрагмент NGN для проходящих через него вызовов должен обеспечивать поддержку ДВО, инициированных в других сетях.

Услуги доступа. Услугами доступа, поддерживаемыми со стороны сетевого фрагмента NGN, являются:

услуги доступа в сети IP по коммутируемому соединению с поддержкой процедур точки доступа и авторизации со стороны фрагмента NGN; применяются как для поддержки WWW, E-mail, FTP-приложений, так и для доступа к сетям IР-телефонии;
услуги доступа к ресурсам ИСС с реализацией функции SSP в сетевом фрагменте NGN. Реализованный SSP должен как минимум обеспечивать поддержку следующих видов услуг ИСС:
«Бесплатный вызов»;
«Телеголосование»;
«Вызов с дополнительной оплатой»;
«Вызов по предоплаченной карте».
услуги доступа к информационно-справочным ресурсам с поддержкой точки доступа и авторизации доступа со стороны фрагмента NGN (функция Service Node при доступе к внешним ресурсам).

Информационно-справочные услуги. К информационно-справочным относятся услуги предоставления информации со стороны элементов фрагмента NGN. В отличие от услуги доступа к информационно-справочным ресурсам, в данном случае предоставление предполагает включение сервера услуги в состав фрагмента NGN и использование API-интерфейсов между Softswitch и сервером приложений.

Услуги VPN. Фрагментом NGN может поддерживаться предоставление следующих видов услуг виртуальных частных сетей:

виртуальная частная сеть (VPN) на основе коммутируемых соединений с поддержкой адресного пространства VPN со стороны Softswitch. В этом случае задачей Softswitch является анализ номера входящего/исходящего абонента с принятием решения о возможности установления соединения в соответствии с политикой VPN. После принятия положительного решения об установлении соединения обрабатывается во фрагменте NGN как обычный вызов;
виртуальная частная сеть на основе постоянных соединений внутри фрагмента NGN с обработкой адресной информации со стороны гибкого коммутатора. В этом случае для виртуальной частной сети изначально резервируется транспортный ресурс во фрагменте NGN. Обслуживание вызовов VPN осуществляется гибким коммутатором в рамках выделенного для VPN транспортного ресурса;
виртуальная частная сеть на основе постоянных соединений без обработки сигнальной информации вызова гибким коммутатором. В этом случае VPN использует фрагмент NGN только как транспортный ресурс. Обработкой сигнальной информации, относящейся к вызову, занимаются внешние к фрагменту устройства.

Услуги мультимедиа. Мультимедийные услуги можно рассматривать с двух позиций:

с позиции абонентов услуг связи;
с позиции поставщика услуг (оператора связи).

С точки зрения абонентов, мультимедийная услуга связи представляет собой возможность сети обеспечить функционирование специфических мультимедийных пользовательских приложений. Фактически абоненту безразлично, на базе какой сети предоставляется мультимедийная услуга, т. е. услуга не зависит от технологической платформы сети.

Мультимедийное пользовательское приложение представляет собой приложение, одновременно поддерживающее несколько «единиц» представления аудиовизуальной информации и предоставляющее абонентам общее информационное пространство в рамках одного сеанса связи. В качестве примеров мультимедийных приложений можно привести следующие: совместная работа с документами и графикой, «белая доска», дистанционное обучение, телемедицина и др.

Оператор связи рассматривает мультимедийную услугу связи как перенос комбинации двух или более «единиц» представления аудиовизуальной информации (т. е. видео, звука, текста) между абонентами (группами абонентов) в рамках сетевой инфраструктуры и с учетом состава и возможностей используемого оборудования. Таким образом, возможность предоставления той или иной мультимедийной услуги полностью зависит от технологической платформы сети.

Совместная работа над документами. Обмен файлами. Пользователи могут обмениваться файлами даже при наличии других активных соединений. Полученные файлы помещаются в заданную пользователем в настройках приложения папку.

Совместное использование буфера обмена. Пользователи могут обмениваться содержимым буфера обмена Microsoft Windows даже при наличии других активных соединений. Пользователи могут передавать друг другу через буфер обмена текст, фотографии, рисунки, web-страницы, контакты электронной почты и т.д..

Совместное использование холста для рисования. Пользователи могут совместно использовать общее окно рисования для ввода текста и графики.

Совместный просмотр web-страниц. Пользователи могут совместно просматривать web-страницы. Получение и отправка URL web-страниц другим пользователям возможна даже при наличии активных соединений. При получении подтверждения пользователя браузер автоматически загружает полученный URL и отображает содержание web страницы. При установке опции «auto web push» отправитель может наблюдать за тем, что делает и видит получатель URL при переходах по web-страницам.

Общая архитектура сети NGN

Четырехуровневая и трехуровневая модель NGN

С развитием инфокоммуникационных услуг стали весьма популярны обсуждения различных вариантов архитектуры NGN, которые в рамках единой инфраструктуры объединяют сети ТфОП, мобильную связь, ресурсы сети Интернет, телефонию по IP-протоколу. В настоящее время наибольшее распространение получила четырехуровневая архитектура NGN:

Архитектура сети следующего поколения

Рисунок 2.1 – Четырехуровневая архитектура NGN

Архитектура сети следующего поколения:

уровень управления услугами;
уровень управления коммутацией;
транспортный уровень;
уровень доступа.

Уровень управления услугами содержит функции управления логикой услуг и приложений и представляет собой распределенную вычислительную среду, обеспечивающую:

предоставление инфокоммуникационных услуг;
управление услугами;
создание и внедрение новых услуг;
взаимодействие различных услуг.

Данный уровень позволяет реализовать специфику услуг и применять одну и ту же программу логики услуг вне зависимости от типа транспортной сети и способа доступа. Наличие этого уровня позволяет также вводить на сети электросвязи любые новые услуги без вмешательства в функционирование других уровней.

Уровень управления может включать множество независимых подсистем («сетей услуг»), базирующихся на различных технологиях, имеющих своих абонентов и использующих свои, внутренние системы адресации.

Операторам связи требуются механизмы, позволяющие быстро и гибко развертывать, а также изменять услуги в зависимости от индивидуальных потребностей пользователей.

Такие механизмы предусмотрены открытой сервисной архитектурой OSA (Open Services Access) – основной концепцией будущего развития сетей электросвязи в части внедрения и оказания новых дополнительных услуг.

При создании систем на основе OSA должны присутствовать следующие ключевые моменты:

открытая среда для создания услуг;
открытая платформа управления услугами.

На протяжении нескольких лет различными организациями предлагалось несколько вариантов реализации концепции OSA, пока в 1998 г. не был сформирован консорциум Parlay Group, который занимается созданием спецификаций открытого API (Application Programming Interface), позволяющего управлять сетевыми ресурсами и получать доступ к сетевой информации.

Архитектура Parlay является одной из практических реализаций концепции OSA.

Как показано на рисунке, разные сети связи имеют различные сетевые элементы, в частности:

в сети подвижной электросвязи второго поколения входят SGSN (Serving GPRS Support Node) и MSC (Mobile Switching Center);
в телефонную сеть общего пользования входит SSP (Service Switching Point) коммутатор услуг в ТфОП;
в сети подвижной электросвязи третьего поколения входит S-CSCF (Serving Call Session Control Function);
ведомственные АТС.

Каждый из этих элементов выходит на шлюз (Gateway) по своему протоколу, а задача шлюза по концепции OSA/Parlay состоит в том, чтобы свести все протоколы к единым интерфейсам API. Тогда приложения можно писать без учета особенностей нижележащих сетей, и следует только строго придерживаться интерфейсов API.

Архитектура Parlay

Рисунок 2.2 – Архитектура Parlay

Оказалось, что концепция Parlay является слишком сложной для массового привлечения сторонних программистов. Выяснилось, что для оказания 80% услуг требуется лишь 20% возможностей Parlay-шлюза. Следовательно, для подавляющего большинства программистов требование освоить весь набор Parlay-интерфейсов является чрезмерно завышенным. По мере уменьшения разнообразия возможностей сети растет число разработчиков приложений, что весьма важно для освоения прибыльного рынка приложений.

Самой перспективной на сегодняшний день объектной технологией является SOAP/XML, так как она наиболее универсальна, основывается на международных стандартах и имеет обширную поддержку со стороны различных производителей программного обеспечения. Эта технология чаще всего используется для создания web-сервисов и для обеспечения их взаимодействия с клиентским процессом.

Задача уровня управления коммутацией – обработка информации сигнализации, маршрутизация вызовов и управление потоками. Данный уровень поддерживает логику управления, которая необходима для обработки и маршрутизации трафика.

Функция установления соединения реализуется на уровне элементов базовой сети под внешним управлением оборудования программного коммутатора (Softswitch). Исключением являются АТС с функциями контроллера шлюзов (MGC – Media Gateway Controller), которые сами выполняют коммутацию на уровне элемента транспортной сети.

В случае использования на сети нескольких Softswitch они взаимодействуют посредством соответствующих протоколов (как правило, семейство SIP-T) и обеспечивают совместное управление установлением соединения.

Softswitch должен осуществлять:

обработку всех видов сигнализации, используемых в его домене;
хранение и управление абонентскими данными пользователей, подключаемых к его домену непосредственно или через оборудование шлюзов доступа;
взаимодействие с серверами приложений для оказания расширенного списка услуг пользователям сети.

Задача транспортного уровня – коммутация и прозрачная передача информации пользователя.

В NGN операторы получат возможность наращивать объемы услуг, что в свою очередь приведет к росту требований к производительности и емкости сетей транспортного уровня. Основными требованиями к таким сетям являются:

высокая надежность оборудования узлов;
поддержка функций управления трафиком;
хорошая масштабируемость.

Надежность выходит на первое место, так как NGN должны обеспечивать передачу разнородного трафика, в том числе чувствительного к задержкам, который ранее передавался с помощью классических систем передачи с временным разделением каналов иерархий SDH или PDH.

В ряде случаев создаваемые транспортные сети будут заменять собой часть инфраструктуры существующих традиционных сетей передачи. Конечно, они должны соответствовать требованиям технических нормативных правовых актов, предъявляемым к заменяемой сети.

МСЭ-Т определяет следующие требования к возможностям транспортного уровня:

поддержка соединений в реальном времени и соединений, нечувствительных к задержкам;
поддержка различных моделей соединений: «точка-точка», «точка-многоточие», «многоточие-многоточие», «многоточие-точка»;
гарантированные уровни производительности, надежности, доступности, масштабируемости.

Транспортный уровень NGN рассматривается как уровень, составными частями которого являются сеть доступа и базовая сеть.

Под сетью доступа понимается системно-сетевая инфраструктура, которая состоит из абонентских линий, узлов доступа и систем передачи, обеспечивающих подключение пользователей к точке агрегации трафика (к сети NGN или к традиционным сетям электросвязи).

Для организации уровня доступа могут использоваться различные среды передачи. Это может быть медная пара, коаксиальный кабель, волоконно-оптический кабель, радиоканал, спутниковые каналы либо любая их комбинация.

Особенностью инфраструктуры NGN является использование универсальной базовой сети, базирующейся на технологиях пакетной коммутации.

Базовая сеть – это универсальная сеть, реализующая функции транспортировки и коммутации. В соответствии с данными функциями базовая сеть представляется в виде трех уровней:

технология коммутации пакетов;
технологии формирования тракта;
среда передачи сигналов.

Нижний уровень модели – среда передачи сигналов. Этот уровень должен быть реализован на кабелях с оптическими волокнами (ОВ) или на цифровых радиорелейных линиях (РРЛ).

Сегодня при выборе технологической основы перспективной считается IP, ввиду того, что:

использование технологии IP/MPLS в среде Ethernet позволяет повысить масштабируемость и качество обслуживания до уровня, необходимого для транспортных сетей, а спецификации MPLS RSVP-TE Fast Reroute обеспечивает восстанавливаемость трактов в пределах 50 мс. Это означает, что сети Ethernet приобретают характеристики и надежность SDH или ATM;
количество приложений, использующих протокол IP, будет возрастать, соответственно доля трафика IP будет увеличиваться, и, как следствие, неизбежны проблемы технологии АТМ, связанные с дополнительными накладными расходами полосы пропускания при передаче IP-трафика, вследствие чего происходит увеличение стоимости реализации сетевых решений на базе АТМ.

В состав базовой сети NGN могут входить:

транзитные узлы, выполняющие функции переноса и коммутации;
оконечные (граничные) узлы, обеспечивающие доступ абонентов к мультисервисной сети;
контроллеры сигнализации, выполняющие функции обработки информации сигнализации, управления вызовами и соединениями;
шлюзы, позволяющие осуществить подключение традиционных сетей электросвязи (ТфОП, СПД, СПС).

Контроллеры сигнализации могут быть вынесены в отдельные устройства, предназначенные для обслуживания нескольких узлов коммутации. Использование общих контроллеров позволяет рассматривать их как единую систему коммутации, распределенную по сети. Такое решение не только упрощает алгоритмы установления соединений, но и является наиболее экономичным для операторов электросвязи, так как позволяет заменить дорогостоящие системы коммутации большой емкости небольшими, гибкими и доступными по стоимости даже мелким операторам электросвязи.

Доступ к ресурсам базовой сети осуществляется через граничные узлы, к которым подключается оборудование сети доступа или осуществляется связь с существующими сетями. В последнем случае граничный узел выполняет функции межсетевого шлюза.

К уровню доступа относятся:

шлюзы;
сеть доступа (сеть электросвязи, обеспечивающая подключение оконечных терминальных устройств пользователя к оконечному узлу транспортной сети);
оконечное абонентское оборудование.

К технологиям построения сетей доступа относятся:

беспроводные технологии (Wi-Fi, WiMAX);
технологии на основе систем кабельного телевидения (DOCSIS, DVB);
технологии xDSL;
оптоволоконные технологии (пассивные оптические сети (PON)).

Можно отметить, что с развитием технологий электросвязи становится все проблематичней провести четкую грань между транспортным уровнем и уровнем доступа. Так, например, цифровой абонентский мультиплексор доступа (DSLAM) может быть отнесен и к тому, и к другому уровню.

Архитектура сети электросвязи, построенной в соответствии с концепцией NGN, представлена на рисунке ниже (с некоторыми упрощениями).

Рисунок 2.3 – Трехуровневая архитектура NGN

Существует также так называемая шестиуровневая архитектура, по которой в состав NGN должны входить следующие функциональные уровни:

Рисунок 2.4 – Пятиуровневая архитектура NGN

Уровень доступа. На этом уровне находятся такие устройства, как:

Стандартные терминалы POTS/ISDN;
Устройства интегрированного доступа IAD;
Оконечные абонентские терминалы VoIP;
Мобильные терминалы;
Программные телефоны; относится;
…

Уровень агрегации трафика. На этом уровне находятся такие медиа-устройства, как:

Абонентские концентраторы нового поколения IP-AMG, PON и т.д.;
Медиа-шлюзы для конвергенции телефонного трафика между традиционной и пакетной сетями;
Шлюзы сигнализации.

Транспортный уровень. Данный уровень состоит из магистральной сети передачи данных, основанной на технологии IP/MPLS и региональных сетей передачи данных, основанных на технологии Gigabit Ethernet. Транспортный уровень должен обеспечивать достаточную пропускную способность для передачи всех видов телефонного трафика с обеспечением качества сервиса (QoS).

Уровень управления вызовами. Задачей этого уровня является обработка информации сигнализации, маршрутизация вызовов и управление соединениями и тарификация вызовов.

Уровень управления сетью. Задачей данного уровня является управление всеми элементами, входящими в состав NGN.

Уровень управления услугами. Уровень управления услугами содержит функции управления логикой услуг и приложений и представляет собой распределенную вычислительную среду, обеспечивающую:

предоставление инфокоммуникационных услуг;
управление услугами;
создание и внедрение новых услуг;
взаимодействие различных услуг.

Данный уровень позволяет реализовать специфику услуг, и применять одну и ту же программу логики услуги вне зависимости от типа транспортной сети (IP, АТМ, FR и т.п.) и способа доступа. Наличие этого уровня позволяет также вводить на сети любые новые услуги без вмешательства в функционирование других уровней.

Выбор технологии для транспортной сети и сети доступа

Требования, предъявляемые к современным и будущим сетям связи. Сеть оператора связи должна обеспечивать передачу трафика от всех видов услуг в необходимом объеме, с требуемыми уровнями качества и надежности на всех уровнях сети.

Современные и будущие сети связи должны удовлетворять следующим требованиям:

обладать необходимой пропускной способностью для пропуска трафика всех потребителей услуг;
обеспечивать требуемые уровни качества всех видов услуг;
обладать необходимым уровнем надежности;
обеспечивать возможность централизованного мониторинга и управления работоспособностью сети;
обладать средствами анализа производительности работы сети и возможностью быстрого масштабирования для удовлетворения возрастающих потребностей пропуска трафика.

Перспективная сеть оптического доступа должна соответствовать следующим требованиям:

«мультисервисность» – независимость технологий предоставления услуг от транспортных технологий (любая услуга через любой транспорт);
«широкополосность» – возможность гибкого и динамичного изменения скорости передачи информации в зависимости от потребности пользователя;
«мультимедийность» – способность сети передавать одновременно многокомпонентную информацию (голос, видео, данные);
«интеллектуальность» – возможность управления услугой со стороны оператора или пользователя.

Основные преимущества построения ОСД:

высокая масштабируемость;
модульное расширение;
поддержка оборудования разных производителей;
высокая скорость доступа;
высокое качество связи;
независимость от скорости доступа, от расстояния до абонента.

Сравнительный анализ технологий для построения сетей доступа

Технология ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) – асимметричная цифровая абонентская линия – была разработана для обеспечения высокоскоростного доступа к интерактивным видеослужбам (видео по запросу, видеоигры и т.п.) и не менее быстрой передачи данных (доступ в Интернет, удаленный доступ к ЛВС и другим сетям).

Таблица 2.1 – Преимущества и недостатки ADSL

Преимущества ADSL

Недостатки ADSL

Возможность использования существующей медной инфраструктуры;
Быстрое внедрение;
Низкая себестоимость;
Огромный выбор операторского и клиентского оборудования;
Высокая совместимость;
Удовлетворительная скорость нисходящего потока

Низкое качество связи, обусловленное старением кабеля и его повреждениями;
Асимметричная скорость нисходящего и восходящего потоков;
Снижение скорости передачи данных в зависимости от протяженности абонентских линий;
Взаимное влияние абонентских линий при увеличении количества абонентов в кабеле

Технология ADSL является наиболее массовым и дешевым способом предоставления услуг ШПД для абонентов, не предъявляющих высоких требований к скорости доступа к сети Интернет. Сеть ШПД по технологии ADSL может быть развернута практически на любом участке сети связи, где используется медная сеть доступа.

Технология VDSL (Very High Bit-Rate Digital Subscriber Line) – это стандарт сверхвысокоскоростной цифровой абонентской линии. Стандарт VDSL2 (ITU-T G.993.2) позволяет выпускать совместимое DSL-оборудование, обеспечивающее передачу данных по телефонному кабелю со скоростью до 100 Мбит/с в обоих направлениях на расстояниях до 350 м.

Таблица 2.2 – Преимущества и недостатки VDSL

Преимущества VDSL

Недостатки VDSL

Возможность использования существующей медной инфраструктуры;
Быстрое внедрение;
Низкая себестоимость;
Большой выбор операторского и клиентского оборудования;
Высокая совместимость;
Высокая скорость нисходящего потока;
Возможность работы в симметричном режиме;
Возможность перехода в режим работы ADSL;
Возможность установки оборудования VDSL в существующие DSLAM

Низкое качество связи, обусловленное старением кабеля и его повреждениями;
Ограниченная дальность работы на высоких скоростях передачи данных;
Снижение скорости передачи данных в зависимости от протяженности абонентских линий;
Взаимное влияние абонентских линий при увеличении количества абонентов в кабеле;
Высокая стоимость клиентского оборудования (в сравнении с ETTH и ADSL)

Технология VDSL является хорошей и относительно дешевой альтернативой технологии ADSL, способной предоставить абонентам расширенный спектр услуг ШПД, включая передачу нескольких каналов IPTV (HDTV), и возможность симметричной передачи данных. Сеть ШПД по технологии VDSL может быть развернута практически на любом участке сети связи, где используется медная сеть доступа, в т.ч. в существующие DSLAM и МАД.

Технология PON – распределительная сеть доступа, основанная на древовидной архитектуре с пассивными оптическими разветвителями на узлах, представляет экономичный способ обеспечить широкополосную передачу информации. При этом архитектура PON обладает необходимой эффективностью наращивания и узлов сети, и пропускной способности.

Технология PON позволяет с использованием одного волокна организовать полностью пассивную оптическую сеть доступа для 32 узлов в радиусе 20 км, предоставляя Ethernet и до 4 Е1 в каждом узле

Одна из главных задач, стоящих перед современными телекоммуникационными сетями доступа – так называемая проблема «последней мили», предоставление как можно большей полосы пропускания индивидуальным и корпоративным абонентам при минимальных затратах.

Суть технологии PON заключается в том, что между центральным узлом и удаленными абонентскими узлами создается полностью пассивная оптическая сеть, имеющая топологию дерева. В промежуточных узлах дерева размещаются пассивные оптические разветвители (сплиттеры) – компактные устройства, не требующие питания и обслуживания.

Свойства сети PON

Древовидная архитектура с передачей по одному волокну на двух длинах волн навстречу друг другу: 1550 нм (от центрального узла к абонентам, нисходящий поток) и 1310 нм (от абонентов к центральному узлу, восходящий поток);
На промежуточных узлах дерева, размещаются пассивные оптические разветвители;
Использование метода доступа TDMA позволяет гибко распределять полосу пропускания между абонентами;
На одно волокно, идущее из центрального узла (OLT), можно подключить до 32 абонентских узлов (ONT);
Максимальное удаление составляет 20 км.

Архитектура PON

Абонентский узел рассчитан на обычный жилой дом или офисное здание и может охватывать сотни абонентов. По одному волокну обслуживаются до 32 абонентских узлов.

Организация двустороннего приема-передачи на двух длинах волн

Рисунок 2.5 – Архитектура PON

DFB лазер (Distributed feedback laser) – лазер с распределенной обратной связью.

Нисходящий поток от центрального узла к абонентам идет на длине волны 1550 нм и имеет скорость 622 Мбит/с (в сумме для всех абонентов).

Сигнал к абоненту расщепляется на разветвителе и доступен всем абонентам A, B, C

Рисунок 2.6 – Нисходящий поток

Восходящие потоки от абонентов идут на длине волны 1310 нм с использованием протокола множественного доступа с временным разделением (TDMA).

Обратный сигнал от абонентов A, B, C поступает в отдельных тайм-слотах

Рисунок 2.7 – Восходящий поток

Технология PON может быть совмещена с технологией (плотного) волнового мультиплексирования DWDM.

Организация приема-передачи на 32 длинах волн

Рисунок 2.7 – Восходящий пото

Основные особенности стандарта G.983

Для выработки стандарта PON был создан консорциум FSAN (Full Services Access Network). В него вошли крупнейшие мировые операторы связи и производители телекоммуникационного оборудования. В 1998 году международной организацией ITU-T принят стандарт G.983, действующий и в настоящий момент.

Данные по сети передаются в виде ячеек ATM
Возможен симметричный (155 Мбит/с в обоих направлениях) и асимметричный (622 Мбит/с к абонентам и 155 Мбит/с от абонентов) режимы работы
Протяженность сети до 20 км и возможность подключения до 32 абонентских узлов к одному порту центрального узла
Возможность работы по одному или двум волокнам

В чем отличия разных стандартов технологии PON?

Суть технологии PON заключается в том, что между центральным узлом, обеспечивающим подключение к магистрали (SDH/ATM), и абонентскими узлами создается полностью пассивная оптическая сеть древовидной топологии. В промежуточных узлах дерева размещаются компактные пассивные оптические разветвители (сплиттеры), не требующие питания и обслуживания.

Специалисты отмечают, что разработка технологии PON началась в 80-х годах прошлого века в лабораториях British Telecom. Спустя несколько лет (в 1987 г.) в Великобритании были проведены тестовые испытания. В 1995 г. несколько производителей учредили консорциум по стандартизации сети доступа с полным набором услуг (Full-Services Access-Network Group). В него вошли более 20 ведущих мировых операторов связи и провайдеров, а также разработчики. Главной задачей для консорциума FSAN стала стандартизация PON.

В 1998 г. Международный союз электросвязи (ITU-T) принял предложенную FSAN спецификацию ATM PON (APON) в виде рекомендаций G.983.x, утвердив вскоре и спецификацию Broadband PON (BPON). Начинается строительство пассивных оптических сетей в Японии и США.

В дальнейшем технология PON активно совершенствуется и развивается. Технология APON (G.983.1) предусматривает передачу в сети PON ячеек ATM со скоростью 155 Мбит/с в каждом направлении. В спецификации BPON скорость передачи увеличена до 622 Мбит/с, появляется возможность реализовать широкополосные сервисы, включая доступ по Ethernet и видео.

Развитие Ethernet привело в 2001 г. к началу работы над спецификацией Ethernet PON (EPON) на основе протокола управления множеством узлов (Multi-Point Control Protocol – MPCP). Появляется еще одна разновидность PON – Gigabit PON (GPON). Стандарт предусматривает номинальную скорость передачи 622 Мбит/c или 1,25 и 2,5 Гбит/с. а различного типа (TDM, SDH, Ethernet, ATM), а также развитые механизмы управления и защита на уровне протоколов.

Таблица 2.3 – Сравнительный анализ трех технологий APON, EPON, GPON

Характеристики	APON (BPON)	EPON	GPON
Институты стандартизации	ITU-T SG15/FSAN	IEEE/EFMA	ITU-T SG15 / FSAN
Дата принятия стандарта	октябрь 1998	июль 2004	октябрь 2003
Стандарт	ITU-T G.981.x	IEEE 802.3ah	ITU-T G.984.x
Скорость передачи, прямой/обратный поток, Мбит/с	155/155 622/155 622/622	1000/1000	1244/155,622,1244 2488/622,1244, 2488
Базовый протокол	ATM	Ethernet	SDH
Линейный код	NRZ	8B/10B	NRZ
Максимальный радиус сети, км	20	20(>30 (обсуждается в проекте))	20
Максимальное число абонентских узлов на одно волокно	32	16	64(128)
Приложения	Любые	IP, данные	Любые
Коррекция ошибок FEC	предусмотрена	нет	необходима
Длины волн прямого/обратного потоков, нм	1550/1310 (1480/1310)	1550/1310 (1310/1310)	1550/1310 (1480/1310)
Динамическое распределение полосы	есть	Поддержка (на более высоких уровнях)	есть
IP-фрагментация	есть	нет	есть
Защита данных	Шифрование открытыми ключами	нет	Шифрование открытыми ключами
Резервирование	есть	нет	есть
Оценка поддержки голосовых приложений и QoS	высока	низкая	высока

Принцип действия PON. Основная идея архитектуры PON – использование всего одного приемопередающего модуля в OLT для передачи информации множеству абонентских устройств ONT и приема информации от них.

Число абонентских узлов, подключенных к одному приемопередающему модулю OLT, может быть настолько большим, насколько позволяет бюджет мощности и максимальная скорость приемопередающей аппаратуры. В OLT и ONT встроены мультиплексоры WDM, разделяющие исходящие и входящие потоки. Реализация этого принципа показана на рисунке.

Основные элементы архитектуры PON и принцип действия

Рисунок 2.7 – Основные элементы архитектуры PON и принцип действия

Прямой поток. Прямой поток на уровне оптических сигналов, является широковещательным. Каждый абонентский узел ONT, читая адресные поля, выделяет из этого общего потока предназначенную только ему часть информации. Фактически, мы имеем дело с распределенным демультиплексором.

Обратный поток. Все абонентские узлы ONT ведут передачу в обратном потоке на одной и той же длине волны, используя концепцию множественного доступа с временным разделением TDMA (time division multiple access). Для того, чтобы исключить возможность пересечения сигналов от разных ONT, для каждого из них устанавливается свое индивидуальное расписание по передаче данных c учетом поправки на задержку, связанную с удалением данного ONT от OLT. Эту задачу решает протокол TDMA MAC.

Топологии сетей доступа. Существуют четыре основные топологии построения оптических сетей доступа: «кольцо», «точка-точка", «дерево с активными узлами», «дерево с пассивными узлами».

Кольцо. Кольцевая топология на основе SDH положительно зарекомендовала себя в городских телекоммуникационных сетях. Однако в сетях доступа не все обстоит также хорошо. Если при построении городской магистрали расположение узлов планируется на этапе проектирования, то в сетях доступа нельзя заранее знать где, когда и сколько абонентских узлов будет установлено. При случайном территориальном и временном подключении пользователей кольцевая топология может превратится в сильно изломанное кольцо со множеством ответвлений, подключение новых абонентов осуществляется путем разрыва кольца и вставки дополнительных сегментов. На практике часто такие петли совмещаются в одном кабеле, что приводит к появлению колец, похожих больше на ломаную – «сжатых» колец (collapsed rings), что значительно снижает надежность сети. Фактически главное преимущество кольцевой топологии сводится к минимуму.

Кольцевая топология

Рисунок 2.8 – Кольцевая топология

Точка-точка (P2P). Топология P2P не накладывает ограничения на используемую сетевую технологию. P2P может быть реализована как для любого сетевого стандарта, так и для нестандартных (proprietary) решений, например, использующих оптические модемы. С точки зрения безопасности и защиты передаваемой информации, при соединении P2P обеспечивается максимальная защищенность абонентских узлов. Поскольку ОК нужно прокладывать индивидуально до абонента, этот подход является наиболее дорогим и привлекателен в основном для крупных абонентов.

Топология P2P

Рисунок 2.9 – Топология точка-точка

Дерево с активными узлами. Дерево с активными узлами – это экономичное с точки зрения использования волокна решение. Это решение хорошо вписывается в рамки стандарта Ethernet с иерархией по скоростям от центрального узла к абонентам 1000/100/10 Мбит/с (1000Base-LX, 100Base-FX, 10Base-FL). Однако в каждом узле дерева обязательно должно находиться активное устройство (применительно к IP-сетям, коммутатор или маршрутизатор). Оптические сети доступа Ethernet, преимущественно использующие данную топологию, относительно недороги. К основному недостатку следует отнести наличие на промежуточных узлах активных устройств, требующих индивидуального питания.

Дерево с активными узлами

Рисунок 2.10 – Дерево с активными узлами

Дерево с пассивным оптическим разветвлением PON (P2MP). Решения на основе архитектуры PON используют логическую топологии «точка-многоточка» P2MP (point-to-multipoint) , которая положена в основу технологии PON, к одному порту центрального узла можно подключать целый волоконно-оптический сегмент древовидной архитектуры, охватывающий десятки абонентов. При этом в промежуточных узлах дерева устанавливаются компактные, полностью пассивные оптические разветвители (сплиттеры), не требующие питания и обслуживания.

Общеизвестно, что PON позволяет экономить на кабельной инфраструктуре, за счет сокращения суммарной протяженности оптических волокон, т.к. на участке от центрального узла до разветвителя используется всего одно волокно. В меньшей степени обращают внимание на другой источник экономии – сокращение числа оптических передатчиков и приемников в центральном узле. Между тем экономия о второго фактора в некоторых случаях оказывается даже более существенной. Так по оценкам компании NTT конфигурация PON с разветвителем в центральном офисе в непосредственной близости к центральному узлу оказывается экономичнее, чем сеть точка-точка, хотя сокращение длины оптического волокна практически нет! Более того, если расстояния до абонентов не велики (как в Японии) с учетом затрат на эксплуатацию (в Японии это существенный фактор) оказывается, что PON с разветвителем в центральном офисе экономичнее, чем PON с разветвителем, приближенным к абонентским узлам.

Дерево с пассивным разветвлением

Рисунок 2.11 – Дерево с пассивными узлами

Таблица 2.4 – Преимущества и недостатки PON

Преимущества PON	Недостатки PON
Существенная экономия оптического волокна; Высокое качество услуг; Достаточная скорость нисходящего и восходящего потоков для удовлетворения текущих потребностей абонентов;	Высокая цена; Недостаточная полоса пропускания в долгосрочной перспективе. Разделяемая полоса пропускания в дереве оптоволоконных линий сети PON используется как можно большим числом абонентов;
Надежность соединения вследствие наличия только пассивных оптических разветвителей в промежуточных узлах дерева, не требующих обслуживания; Масштабируемость. Древовидная структура сети доступа дает возможность подключать новых абонентов экономичным способом; Гибкость. Использование современных механизмов обеспечения QoS позволяет предоставлять абонентам именно тот уровень услуг, который им требуется; Экономия используемой площади под оборудование и расходов на электропитание на стороне оператора	Недостаточная информационная безопасность данных в общей среде передачи; Повышенная стоимость компонентов из-за необходимости работать на совокупной скорости передачи данных; Повышенная мощность оптического сигнала для компенсации потерь в пассивных оптических разветвителях; Сложность диагностики неисправностей в пассивных оптических разветвителях. Влияние поврежденной точки терминации оптической сети на работу всех абонентов этой пассивной оптической сети

Технология PON является одной из наиболее перспективных технологий организации доступа к сети Интернет для предоставления услуг Triple Play для «продвинутых» пользователей. Наиболее эффективна в районах с частной застройкой и для точечных применений.

Технология P2P. Организация сети доступа с топологией P2P не накладывает ограничения на используемую сетевую технологию. P2P может быть реализована как для любого сетевого стандарта, так и для нестандартных (proprietary) решений, например, использующих оптические модемы. С точки зрения безопасности и защиты передаваемой информации при соединении P2P обеспечивается максимальная защищенность абонентских узлов. Поскольку ОК нужно прокладывать индивидуально до абонента, этот подход организации сети доступа является более дорогим по сравнению с технологиями PON, но и наиболее гибким с точки зрения отсутствия ограничений на используемые технологии для удовлетворения любых потребностей клиента.

Таблица 2.5 – Преимущества и недостатки P2P

Преимущества P2P

Недостатки P2P

Высокое качество услуг;
Высокая надежность соединения;
Единоличное использование ресурсов оптического волокна абонентом;
Высокая симметричная скорость доступа для удовлетворения потребностей в долгосрочной перспективе;
Возможность индивидуального подключения любых портов со стороны оператора и предоставления любых скоростей доступа

Относительно высокая цена;
Необходимость предоставления пары оптических волокон для каждого абонента. Громоздкая оптическая инфраструктура (имеется возможность использования WDM);
Повышенное энергопотребление на стороне оператора;
Значительное использование площадей и мощностей ЭПУ для оборудования P2P у оператора

Технология P2P является одной из наиболее перспективных технологий организации доступа к сети Интернет для предоставления услуг Tripple Play для продвинутых пользователей. Наиболее эффективна для предоставления услуг при высокой плотности абонентов и для корпоративного сегмента рынка.

Технология ETTH. ETTH – один из способов постоянного подключения к Интернету по протоколу FastEthernet. Скорость подключения составляет 100 Мбит/с или 1 Гбит/c. До каждого подключаемого дома производится прокладка оптического кабеля. В качестве соединительных абонентских линий используется витая пара пятой категории либо оптические соединительные линии.

Таблица 2.6 – Преимущества и недостатки ETTH

Преимущества ETTH

Недостатки ETTH

Умеренная стоимость порта;
Высокая симметричная скорость доступа;
Возможность построения кольцевых сетей доступа;
Использование коаксиального кабеля для внутридомовой разводки;
Экономичное использование магистральных оптических волокон;
Применение стандартизированных составляющих при организации подключений;
Доступный инструментарий технического обслуживания на канальном уровне

Ограниченные возможности диагностики неисправностей на клиентской стороне, сбора статистики и управления качеством обслуживания;
Проприетарность систем, адаптированных для применения в сетях доступа;
Ограничение пропускной способности кольца на всех абонентов, подключенных к нему и ограничение количества портов на каждый узел числом портов используемого шасси;
Необходимость установки активного оборудования в непосредственной близости к абонентам;
Приспособлена в основном для многоквартирных домов.

Технология Ethernet является более дешевой альтернативой полностью оптических сетей доступа (PON, P2P) для организации доступа к сети Интернет и для предоставления услуг Triple Play для обычных нетребовательных пользователей. Наиболее эффективна для предоставления услуг при высокой плотности абонентов.

Синхронная цифровая иерархия (SDH) – технология широкополосных транспортных сетей, которые являются инфраструктурой для подключения пользователя к широкому спектру услуг. Сети SDH позволяют передавать информационные потоки на скоростях до 10 Гбит/сек, предоставляют широкий диапазон скоростей доступа, в том числе совместимых с плезиохронной цифровой иерархией, прозрачны для трафика любой природы (голос, данные, видео). Заложенная в структуру SDH сигнала служебная информация обеспечивает возможность централизованного управления сетевыми устройствами и сетью в целом, позволяя гибко и оперативно обслуживать сеть и предоставлять пользователям необходимые потоки, а также реализует механизмы защиты информационных потоков в сети от возможных аварий.

Но прежде, чем рассказывать об основах SDH, вкратце рассмотрим методы передачи сигналов, сложившиеся в электросвязи до появления SDH и их недостатки, давшие толчок к созданию новой технологии.

Развитие и состояние коммуникационных технологий до появления SDH. Технологии передачи информационного сигнала развивались параллельно с развитием телефонных сетей. Постоянно растущее число пользователей и рост телефонного трафика привел к появлению систем мультиплексирования сигналов с разделением по частоте (FDM – Frequency Division Multiplex), которые позволяли организовать несколько телефонных соединений по одному кабелю. Идея заключалась в модуляции каждого телефонного канала с различной частотой, для сдвига сигналов в неперекрывающиеся частотные интервалы.

Использование одной линии для передачи нескольких каналов в цифровых системах передачи достигается за счет мультиплексирования с разделением по времени (TDM — Time Division Multiplex). Схематично эта процедура выглядит так: на вход мультиплексора подается n цифровых сигналов, мультиплексор поочередно отбирает из этих входных каналов биты или байты, составляя из них выходной сигнал, скорость которого в n раз превышает скорость входных сигналов. Если каскадно соединить несколько мультиплексоров, то можно сформировать различные иерархические наборы цифровых скоростей передачи.

Наличие в PDH потоках выравнивающих битов, делает невозможным прямое извлечение из потока, составляющих его компонентов. Так, чтобы извлечь из потока 140 Мбит/сек (Е4) поток 2 Мбит/сек (Е1) необходимо демультиплексировать Е4 на четыре потока 34Мбит/сек (Е3), затем один из Е3 на четыре потока 8 Мбит/сек (Е2), и только после этого можно вывести требуемый Е1. А для организации ввода/вывода требуется трехуровневое демультиплексирование, а затем трехуровневое мультиплексирование. Понятно, что использование систем PDH в сетях передачи данных, требует большого количества мультиплексоров, что значительно удорожает сеть и усложняет ее эксплуатацию.

К недостаткам PDH следует, также, отнести слабые возможности в организации служебных каналов для целей контроля и управления потоком в сети и полное отсутствие средств маршрутизации низовых мультиплексированных потоков, что крайне важно для использования в сетях передачи данных.

Цели и задачи разработки SDH. Основные понятия. Желание преодолеть указанные недостатки PDH привели к разработке в США иерархии синхронной оптической сети (SONET), а в Европе аналогичной синхронной цифровой иерархии (SDH), предложенными для использования на волоконно-оптических линиях связи.

Целью разработки, в обоих случаях, было создание иерархии, которая позволила бы:

вводить/выводить исходные потоки без необходимости производить сборку разборку;
разработать структуру кадров, позволяющую осуществлять развитую маршрутизацию и управление сетями с произвольной топологией;
загружать и переносить в кадрах новой иерархии кадры PDH иерархии и других типов трафика (АТМ, IP);
разработать стандартные интерфейсы для облегчения стыковки оборудования.

Однако, считаясь с необходимостью облегчить процедуру взаимодействия американской и европейской PDH, разработчиками SONET и SDH был принят окончательный вариант, названный SONET/SDH, в котором путем согласования рядов скоростей и схем мультиплексирования каждой из иерархий, стало возможным заключать в оболочки кадров синхронных потоков все форматы кадров американской и европейской PDH (кроме Е2). Три основополагающие рекомендации по SDH были опубликованы в 1989 году – Rec. G.707, G.708 и G.709.

В сетях SDH и SONET, используются синхронные схемы передачи с байт-интерливингом при мультиплексировании. В качестве формата основного сигнала первого уровня в иерархии SDH был принят синхронный транспортный модуль STM-1 с размером кадра 2430 байт и стандартным периодом повторения кадров 125 мксек, что дает скорость передачи 155.52 Мбит/сек. Мультиплексирование с коэффициентом кратности 4 дает следующий ряд скоростей SDH иерархии: STM-4, STM-16, STM-64 или соответственно 622.08, 2488.32, 9953.28 Мбит/сек. Ряд скоростей SONET начинается с сигнала ОС-1, имеющего скорость 51.84 Мбит/сек, а далее сигналы ОС-3, ОС-12, ОС-48 совпадают по скорости с STM-1, STM-4, STM-64.

Модель SDH. Телекоммуникационные технологии обычно объясняют, используя так называемую многоуровневую модель. SDH может быть также представлена в виде транспортных сетевых уровней, которые напрямую соотносятся к топологии сети.

Рисунок 2.12 – Модель SDH

Рисунок 2.13 – Многоуровневая модель SDH

Самый низкий – физический уровень, представляющий передающую среду.

Секционный уровень отвечает за сборку синхронных модулей STM-N и траспортировку их между элементами сети. Он подразделяется на регенераторную и мультиплексорную секции.

Маршрутный уровень отвечает за доставку сигналов, предоставляемых сетью для конечного пользователя (PDH, ATM и др.), и упакованных в полезной нагрузке STM-N. Согласно терминологии SDH, эти сигналы называют компонентными или трибутарными сигналами, а предоставляемые пользователю интерфейсы доступа к сети – трибутарными интерфейсами.

Передача сигнальной информации для каждого уровня в SDH осуществляется при помощи механизма заголовков. Каждый STM-N кадр имеет секционный заголовок SOH (Section OverHead), состоящий из двух частей: заголовка регенераторной секции RSOH (Regenerator Section OverHead) и мультиплексорной секции MSOH (Multiplex Section OverHead).

Для упаковки и транспортировки в STM-N трибутарных сигналов предложена технология виртуальных контейнеров. Виртуальный контейнер состоит из поля полезной нагрузки – контейнера, на которое отображается трибутарный сигнал, и маршрутного заголовка POH (Path OverHead), который указывает тип контейнера и служит для сбора статистики о прохождении контейнера по сети.

Структура кадра STM-N

Кадр STM-1 представляют в виде матрицы байт из 9 строк и 270 столбцов (Рис.4). Передача кадра производится построчно, начиная с байта в левом верхнем углу и кончается правым нижним байтом. Кадр повторяется каждые 125 мксек. Каждый байт кадра эквивалентен 64 Кбит/сек каналу.

Рисунок 2.14 – Формат кадра STM-1

Первые девять столбцов – секционный заголовок. Оставшиеся 261 столбец – байты полезной нагрузки.

Первые три строки секционного заголовка – RSOH, последние пять строк – MSOH. Назначение байт заголовка указано на Рис. 4. Более подробно о некоторых из них будет рассказано ниже.

Мультиплексирование STM-1 в STM-N может осуществляться как каскадно: 4xSTM-1 = STM-4, 4xSTM-4 = STM-16, 4xSTM-16 = STM-64, так и непосредственно: 4xSTM-1 = STM-4, 16xSTM-1 = STM-16, 64xSTM-1 = STM-64. Следовательно, STM-N можно представить, как матрицу из 9 строк и 270xN столбцов, где первые 9xN столбцов – секционный заголовок.

Базовые элементы сетей SDH. Сети SDH строятся из четырех типов функциональных модулей (сетевых элементов): регенераторы, терминальные мультиплексоры, мультиплексоры ввода/вывода и кросс-коннекторы.

Рисунок 2.15 – Регенаратор

Регенератор используется для увеличения допустимого расстояния между узлами сети путем восстановления входящих сигналов SDH. Это расстояние зависит от степени затухания сигнала в передающей среде и параметров приемо-передающего оборудования. Для одномодового оптического кабеля оно составляет 15-40 км для длины волны 1310 нм и 40-110 км для 1550 нм.

Рисунок 2.16 – Терминальный мультиплексор

Терминальный мультиплексор (TM) предназначен для мультиплексирования и демультиплексирования сигналов PDH и STM (в терминологии SDH их называют трибутарными или компонентными интерфейсами) в агрегатный поток STM-N. Он также может осуществлять локальную коммутацию с одного трибутарного интерфейса на другой.

Рисунок 2.17 – Мультиплексор ввода/вывода

Мультиплексор ввода/вывода (ADM) имеет на входе те же наборы интерфейсов, что и ТМ, и, как правило, два агрегатных потока STM-N (условно называемых «восточный» и «западный»). В этих мультиплексорах плезиохронные или синхронные сигналы могут быть извлечены из или добавлены в поток STM-N, при этом часть полезной нагрузки сигнала STM-N проходит через устройство транзитом. Это дает возможность создавать самовосстанавливающиеся кольцевые структуры (Self Healing Ring – SHR), которые, в случае аварии, автоматически коммутируют потоки в обход поврежденных участков или элементов сети.

Рисунок 2.18 – Кросс-коннектор

Кросс-коннектор (DXC) – Распределительный узел сети, осуществляющий неблокируемые перекрестные соединения между любыми его портами. SDH кросс-коннекторы выполняют эти функции на уровне виртуальных контейнеров VC-n, для этого PDH сигналы отображаются на виртуальные контейнеры соответствующего уровня. Следует отметить, что возможность осуществления коммутации заложена, также и в SDH мультиплексоры.

Основные функции, выполняемые сетевыми элементами SDH следующие:

маршрутизация виртуальных контейнеров, проводимая на основе использования информации в маршрутном заголовке РОН соответствующего контейнера;
консолидация или объединение виртуальных контейнеров;
трансляция потока от точки к нескольким точкам (point-to-multipoint);
сортировка или перегруппировка (grooming) виртуальных контейнеров, осуществляемая с целью создания нескольких упорядоченных, например, по типу переносимого сервиса, потоков;
ввод/вывод виртуальных контейнеров.

Топология сетей SDH. При построении сетей SDH одной из первых задач, которую необходимо решать, является задача выбора топологии. Рассмотрим набор базовых стандартных топологий из комбинации которых может быть составлена сеть в целом.

Топология «точка-точка» – это простейшая топология, включающая два терминальных мультиплексора, соединенных оптической линией связи с или без регенератора. Каждый из мультиплексоров действует как концентратор трибутарных потоков Е1, Е3 и др.

Эта топология широко используется при передаче больших потоков данных по высокоскоростным магистральным каналам. Она может быть реализована, как по схеме без резервирования канала, так и по схеме со 100% резервированием типа 1+1, использующей основной и резервный агрегатные каналы.

Топология «последовательная линейная цепь» – эта топология используется тогда, когда существует необходимость ответвлений в ряде точек линии, где могут вводится и выводится каналы доступа. Реализуется она путем включения вдоль линии связи мультиплексоров ввода/вывода.

Топология «звезда» – в этой топологии один из узлов сети (кросс-коннектор) играет роль концентратора (или хаба), распределяя часть трафика по другим удаленным узлам, а оставшуюся часть на терминалы пользователей.

Топология «кольцо» – эта топология наиболее широко используется при построении SDH сетей первых двух уровней иерархии (STM-1 и STM-4). Строительными блоками этой архитектуры являются мультиплексоры ввода/вывода, которые соединяются в кольцо с однонаправленной либо двунаправленной передачей трафика.

Широкое использование кольцевой топологии обусловлено тем, что построенные на ее основе сети способны самовосстанавливаться после некоторых достаточно характерных типов отказов.

Механизмы самовосстановления и схемы резервирования. Отказы в телекоммуникационных сетях, вследствие ошибок персонала или поломки оборудования, могут нанести значительный ущерб пользователям и операторам связи. С целью увеличения надежности сетей, в SDH предусмотрены механизмы, позволяющие компенсировать отказы элементов сетевой среды.

Рассмотрим два основных метода, используемых в SDH, для защиты соединений, проложенных через сеть. Это линейная защита и, так называемая, кольцевая защита.

Линейная защита – простейшая форма реализации этой защиты – защита 1+1, используемая в соединениях точка-точка, где на каждую рабочую линию отводится одна резервная. При обнаружении потери сигнала на рабочей линии, оборудование на обоих концах автоматически переключается на резервную.

Более экономичный вариант – защита 1:N, используемый, в основном, на магистральных участках большой протяженности. В этом случае на несколько рабочих линий отводится одна резервная. Резервная линия может быть использована для передачи низкоприоритетного трафика, который просто прерывается, если необходимо подменить вышедшую из строя рабочую линию.

Механизмы защиты 1+1 и 1:N стандартизированы ITU-T в Рекомендации G.783.

Кольцевая защита – топология «кольцо» допускает несколько механизмов защиты, которые описаны в Рекомендации G.841 ITU-T, и различаются для кольцевых структур с однонаправленными и двунаправленными соединениями.

В однонапревленном кольце все данные передаются по одной оптической жиле в одном направлении. Вторая оптическая жила, с противоположным направлением передачи, рассматривается как резервная. В случае аварии на одном из сегментов кольца, передача в направлении поврежденного участка автоматически коммутируется на резервное кольцо.

Рисунок 2.19 – Схема самовосстановления однонаправленного кольца

В двунаправленном кольце обе оптические жилы используются для передачи и приема сигналов между элементами сети. Емкость канала разбивается на несколько двунаправленных рабочих линий. При разрыве кольца, на концах поврежденного сегмента потоки коммутируются на резервную рабочую линию в обход этого сегмента.

Рисунок 2.20 – Схема резервирования в двунаправленном кольце

Еще большую степень защиты обеспечивает двунаправленное кольцо с четырьмя оптическими жилами, однако этот способ является и наиболее дорогим.

Сигнальная информация, необходимая SDH устройствам для реализации механизов защиты, передается в байтах K1 и K2 секционного заголовка STM-N. Время восстановления сети не превышает 50 миллисекунд.

Волновое мультиплексирование (WDM). В последнее время заметного удешевления оптических каналов удалось достичь за счет мультиплексирования с делением по длине волны.

Волновое мультиплексирование (Wave Division Multiplexing, WDM) – это концепция объединения нескольких потоков данных по одному физическому волоконнооптическому кабелю. Такое увеличение емкости кабеля достигается исходя из фундаментального принципа физики. Он состоит в том, что лучи света с разными длинами волн не взаимодействуют между собой. Основная идея систем WDM состоит в использовании нескольких длин волн (или частот) для передачи отдельного потока данных на каждой из них.

За счет этой техники удалось в 16-160 раз увеличить широкополосность канала из расчета на одно волокно. На входе канала сигналы с помощью призмы объединяются в одно общее волокно. На выходе с помощью аналогичной призмы эти сигналы разделяются. Число волокон на входе и выходе может достигать 32 и более (вместо призм в последнее время используются миниатюрные зеркала, где применяется развертка по длине волны).

Мультиплексирование с делением по длине волны в оптическом волокне

Рисунок 2.21 – Мультиплексирование с делением по длине волны в оптическом волокне

Это достигается с помощью нескольких компонент. Во-первых, передаваемые данные должны посылаться на определенной несущей длине волны. Обычно волновое мультиплексирование WDM осуществляется в окне прозрачности. Окно прозрачности – область частот, находящаяся между двумя провалами, в которой обеспечиваются лучшие условия распространения радиоволн. 1530-1560 нм, где обеспечивается минимальное затухание сигнала до 0,2 дБ/км. Как правило, волоконнооптические системы используют 3 длины волны – 850, 1310 и 1550 нм. Если входной сигнал является оптическим и передается на одной из этих длин волн, он должен быть преобразован для передачи с длиной волны окна прозрачности WDM. При наличии нескольких независимых входных сигналов каждый из них должен быть преобразован для передачи на своей длине волны в рамках этого диапазона. Затем эти сигналы объединяются с помощью оптической системы таким образом, что большая часть мощности всех сигналов передается по одному оптическому волокну. На другом конце линии световые сигналы разделяются с помощью сплиттера (еще одной системы линз) на несколько каналов. Каждый из этих каналов проходит через фильтры, отделяющие только одну из длин волн. В конце концов, каждая из отделенных длин волн попадает на свой приемник, который преобразует ее в исходный вид (оптический на длинах волн 850, 1310 и 1550 нм или медный).

Существует два типа систем WDM, обеспечивающих грубое (CWDM) мультиплексирование с большим шагом разноса несущих или плотное (DWDM) разделение шкалы длин волн. Системы CWDM обычно обеспечивают передачу от 8 до 16 длин волн с шагом в 20 нм, от 1310 до 1630 нм. Системы DWDM работают с количеством длин волн до 144, обычно с шагом менее 2 нм примерно в том же диапазоне длин волн. WDM (CWDM или DWDM) обычно используется в одном из двух приложений.

Первое и главное состоит в увеличении объема информации, передаваемого по оптическому волокну. В этом случае большое количество потоков данных передаются по небольшому количеству оптических кабелей. Это дает возможность значительно увеличить пропускную способность оптического кабеля. Так, при скорости 10 Гбит/с на канал общая пропускная способность каждого волокна составит 1,25 Тбит/с, (то есть 12 500 000 000 000 бит в секунду). Конечно, в большинстве случаев такой уровень скоростей не требуется, обычной задачей является передача нескольких потоков Gigabit Ethernet по одной паре волокон, когда дополнительных пар уже нет. Во многих случаях проложить новый оптический кабель оказывается слишком дорого или просто невозможно. Тогда использование технологии WDM становится единственной возможностью для увеличения пропускной способности.

Второе приложение WDM появилось сравнительно недавно, когда все большее число заказчиков стали использовать высокоскоростные каналы связи. В этом случае оператор связи предоставляет заказчикам, имеющим офисы в разных точках города, длины волн в своем кабеле для организации каналов «точка-точка». Например, крупная компания, имеющая два здания в разных концах города, может поставить задачу их объединения. Для решения этой проблемы оператор может развернуть сеть. При использовании WDM оператору нет необходимости заботиться о том, какой протокол или технология используется заказчиками, что дает возможность более гибкого предоставления услуг.

Устройства для организации WDM пассивны, т.е. не требуют электропитания. Однако многие из них требуют постоянной температуры. Для этого устанавливаются устройства регулировки температуры, а им необходимо удаленное электропитание. Тогда используется смешанный кабель, который наряду с оптическими волокнами содержит медные жилы.

Для обеспечения норм по затуханию при передаче информации по оптическим кабелям применяются регенераторы и усилители сигналов. При передаче одиночного оптического сигнала каждый регенератор преобразует оптический сигнал в электрический, корректирует временные параметры, выделяет передаваемую информацию и в результате управляет лазерным передатчиком для регенерации сигнала и последовательного ввода информации в оптический кабель для передачи ее по следующему участку.

Рисунок 2.22 – Оптические системы передачи с линейной регенерацией

Рисунок 2.23 – Оптические системы передачи DWDM составной сигнал с одним участком разделения по длине волны

Рисунок 2.24 – Оптические системы передачи DWDM составной сигнал с оптическим усилителем

Преобразование оптического сигнала в электрический сигнал требует больших затрат, поскольку применяет очень дорогие компоненты (лазеры и сверхскоростную электронику).

Схема, показанная на рисунке б, передает составной WDM-сигнал. При этом на каждом регенераторном участке производится разбиение составного сигнала на отдельные сигналы. Далее производится индивидуальное преобразование в электрическую форму и индивидуальная регенерация.

Более предпочтительно применение оптических усилителей, которые могут усиливать сигнал на всех длинах волн, составляющих WDM-сигнал. Оптический усилитель на оптоволконе, легированном эрбием (Erbium-Doped Fiber Amplifier – EDFA) – это отрезок оптоволокна типа EDF и полупроводниковый лазерный диод в качестве источника "накачки". Усилитель принимает ослабленный сигнал и генерирует мощный сигнал в оптический кабель, легированный эрбием. От воздействия мощного сигнала атомы эрбия возбуждаются и генерируют фотоны в той же самой фазе и направлении, что и посылаемый сигнал. В результате получается эффект усиления. Такие усилители могут быть спроектированы на все диапазоны длин волн. Применение усилителей снижает потребность в применении регенераторов, как это показано на рисунке в. При этом имеется ограничение на количество последовательно устанавливаемых усилителей. Тем не менее, установка усилителей позволяет увеличить расстояние между регенераторами и связанное с ними преобразование оптика-электроника до сотен и тысяч километров.

Функциональная структура. Классификация оборудования

Softswitch реализует функции по логике обработки вызова, доступу к серверам приложения, сбору статистической информации, сигнальному взаимодействию с сетью ТфОП и внутри пакетной сети, управлению установлением соединения и др.

Softswitch является основным устройством, реализующим функции уровня управления коммутацией и передачей информации.

В оборудовании Softswitch 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 (дополнительных видов обслуживания). Реализуется в оборудовании Softswitch 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 Softswitch 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;

Основными характеристики Softswitch являются следующие:

Производительность – максимальное количество обслуживаемых базовых вызовов за единицу времени (как правило, за час). Производительность Softswitch – это одна из главных характеристик, на основе, которой должен проводиться выбор оборудования и проектирование сети. Следует понимать, что Softswitch обслуживает вызовы от различных источников нагрузки, каковыми являются:

вызовы от терминалов, предназначенных для работы в сетях NGN (терминалы SIP и Н.323, а также IР-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 Softswitch, либо через оборудование сигнальных шлюзов;
вызовы от других Softswitch, обслуживаемые с использованием сигнализации SIP-T.

Производительность оборудования Softswitch 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 Softswitch, 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 Softswitch характеризуются средней наработкой на отказ, средним временем восстановления, коэффициентом готовности, сроком службы. При проектировании сети следует понимать, что выход из строя Softswitch 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 Softswitch 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;
IUA для передачи сигнальной информации первичного доступа ISDN через пакетную сеть;
MEGACO (Н.248) для передачи информации, поступающей по системам сигнализации по выделенным сигнальным каналам (2ВСК). В настоящее время известны подобные реализации в части системы сигнализации R1.

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 Softswitch: SIP-T.
При взаимодействии с оборудованием интеллектуальных платформ (SCP): INAP.
При взаимодействии с серверами приложений: в настоящее время такое взаимодействие, 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.

Поддерживаемые интерфейсы. Как правило, оборудование Softswitch поддерживает следующие виды интерфейсов:

интерфейс Е1 (2048 Кбит/с) для подключения сигнальных каналов ОКС7, включаемых непосредственно в Softswitch;
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/уровне доступа.

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 IР/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, в том числе процедуры использования кодеков;
функцию обработки транспортного потока с пакетной коммутацией/коммутацией каналов: обеспечивает преобразование между каналом передачи аудиоинформации, 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. Определяется как в направлении ТфОП, так и в направлении к пакетной сети.

В первом случае емкость определяется количеством подключаемых потоков Е1 в направлении сети ТфОП для транспортных шлюзов, а также количеством аналоговых абонентских линий и количеством (S,Т) – 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.

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 Softswitch: 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 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 МТРЗ и передавать всю «вышестоящую» информацию в направлении Softswitch с использованием протокола M2UA. Во втором случае сигнальный шлюз должен терминировать уровень МТРЗ и передавать «вышестоящую» информацию в направлении Softswitch с использованием протокола M3UA;
в направлении к Softswitch: в зависимости от используемых механизмов обработки ОКС7 могут поддерживаться M2UA или M3UA.

Для шлюзов доступа:

в направлении к Softswitch для передачи сигнальной 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 шлюзами: 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 протоколов 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 поддерживают интерфейсы PDH (E1) и/или SDH (STM1/4). В направлении пакетной сети на основе IP-технологий: интерфейсы Ethernet.

Сигнальные шлюзы:

в направлении ТфОП в основном поддерживают интерфейс PDH (Е1), а в направлении пакетной сети – интерфейс 10Base Ethernet.

Шлюзы доступа:

в направлении ТфОП поддерживают интерфейс по аналоговым абонентским линиям, интерфейсы базового доступа ISDN (U-, S-, S-Т) для резидентных шлюзов и интерфейс PDH (E1) и 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: UNI.

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-терминалы. Данное оборудование может иметь как специализированное аппаратное (standalone), так и программное исполнение (softphone). 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. Ближайшая аналогия с IAD в сетях ТфОП – оборудование малых УПАТС.

Терминальное оборудование поддерживает протоколы SIP или Н.323 в направлении Softswitch для передачи информации сигнализации и управления коммутацией и протоколы RTP/RTCP для передачи пользовательской информации. Для подключения к сети, как правило, применяется Ethernet-интерфейс.

Сервер приложений – используется для предоставления расширенного списка дополнительных услуг абонентам пакетных сетей или абонентам, получающим доступ в пакетные сети. Серверы 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 Softswitch, где задействованы технологии Java, XML, SOAP. Подключение производится в основном с использованием интерфейсов, базирующихся на Ethernet.

Предварительный просмотр:

Подписи к слайдам:

Слайд 1

NGN – сети следующего поколения Раздел 1. Понятие NGN и ее услуги

Слайд 2

NGN – сети следующего поколения Раздел 1. Понятие NGN и ее услуги Тема 1.1. Основные тенденции развития современных сетей Тема 1.2. Понятие NGN и ее базовые принципы Тема 1.3. Преимущества NGN Тема 1.4. Классификация услуг для сетей NGN Раздел 2. Общая архитектура сети NGN Тема 2.1.Четырехуровневая и трехуровневая модель NGN Тема 2.2. Выбор технологии для транспортной сети ( IP / MPLS , ATM , GE , SDH , xWDM ) Тема 2.3. Первичные сети. Вторичные сети. Глобальные сети. Метропольные сети. Локальные сети. Тема 2.4. Функциональная структура. Классификация оборудования.

Слайд 3

NGN – сети следующего поколения Раздел 3. Программный коммутатор Softswitch Тема 3.1. Понятие и архитектура Softswitch Тема 3.2. Реализация Softswitch Тема 3.3. Функции Softswitch и его взаимодействие с другим оборудованием Раздел 4. П ротоколы сетей NGN Тема 4.1. Базовые протоколы стека TCP / IP Тема 4.2. Сигнальные протоколы Тема 4.3. Транспортные протоколы RTP / RTCP Тема 4.4. Протоколы информационных служб и управления Тема 4.5. Протоколы маршрутизации и управления Тема 4.6. Протоколы сжатия аудиоинформации

Слайд 4

NGN – сети следующего поколения Раздел 5. Применение решений NGN для развития сетей связи АО «Казахтелеком» Тема 5.1. Международный уровень сети NGN Тема 5.2. Междугородный уровень Тема 5.3. Местные сети NGN Тема 5.4. Организация управления сетью Раздел 6. Качество обслуживания Тема 6.1. Классификация трафика в современных сетях. Основные характеристики трафика Тема 6.2. Классы служб и их характеристики в мультисервисных сетях. Проблемы обеспечения качества услуг ( QoS ) Соглашение об уровне услуг ( SLA ) Тема 6.3. Факторы, снижающие качество. Методы оценки качества. Тема 6.4. Технологии DiffServ и IntServ . Управление трафиком. Тема 6.5. Механизмы обеспечения качества обслуживания в пакетных сетях

Слайд 5

Понятие NGN и ее услуги Основные тенденции развития современных сетей Понятие NGN и ее базовые принципы Преимущества NGN Классификация услуг для сетей NGN

Слайд 6

Технические и экономические тенденции развития связи

Слайд 9

Глобальная информационная инфраструктура (ГИИ) Демократичный доступ к информационным ресурсам каждого жителя планеты Совокупность баз данных, средств обработки информации, взаимодействующих сетей связи и терминалов пользователя Инфокоммуникационные услуги

Слайд 10

Области применения GII должны быть неограниченными при обеспечении непрерывности доступа в пространстве и времени и бесшовности при сетевом взаимодействии. Текущие области применения, как ожидается, включат электронную торговлю, бизнес, телемедицину, интеллектуальные транспортные системы, дистанционное обучение, электронные библиотеки и музеи, игры, развлечения, досуг, телекоммуникации и бытовая электроника удаленное управление … Все эти области подразумевают обмен не только речевой, но и текстовой и в целом – мультимедийной информацией .

Слайд 11

Инфокоммуникационные услуги В отличие от услуг связи, предоставляемых на существующих сетях, инфокоммуникационные услуги предполагают: автоматизированную обработку, хранение и предоставление информации по запросу пользователя c использованием средств вычислительной техники, как на входящем, так и на исходящем концах соединения.

Слайд 12

Инфокоммуникационные услуги Инфокоммуникационные услуги предоставляются на базе узлов (серверов) служб ( Services Node – SN ), принадлежащих поставщикам услуг (сервис-провайдерам). Данные узлы в процессе предоставления услуги могут выполнять одну или несколько функций, например, функцию аутентификации, функцию выполнения логики услуги, функцию хранения и поиска информации и т.д. В процессе предоставления инфокоммуникационных услуг может потребоваться взаимодействие узлов служб, реализующих разные функции. Как следствие, узлы служб одного поставщика услуг могут образовывать платформы услуг. Платформы услуг разных поставщиков услуг, предоставляющих однотипные услуги, могут объединяться в сети услуг ( Services Networks ). Для этого узлы служб должны иметь стандартные интерфейсы, а услуги должны предоставляться по единому сценарию с использованием общих абонентских данных.

Слайд 13

Особенности инфокоммуникационных услуг инфокоммуникационные услуги оказываются на верхних уровнях модели ВОС (в то время как услуги связи предоставляются на третьем, сетевом уровне) следовательно, требуют более высокой квалификации провайдеров ; большинство инфокоммуникационных услуг предполагает наличие клиентской и серверной частей; клиентская часть реализуется в оборудовании пользователя, а серверная – на специальном выделенном узле сети, называемом узлом служб - это значительно меняет подход к проектированию сетей ; инфокоммуникационные услуги, как правило, предполагают передачу информации мультимедиа, которая характеризуется высокими скоростями передачи и несимметричностью входящего и исходящего информационных потоков ; для предоставления инфокоммуникационных услуг зачастую необходимы сложные многоточечные конфигурации соединений ; для инфокоммуникационных услуг характерно разнообразие прикладных протоколов и возможностей по управлению услугами со стороны пользователя; при предоставлении инфокоммуникационных услуг требуется преобразование логического номера , присваиваемого абоненту мультисервисной сети, в физический номер для маршрутизации вызова по многопротокольной транспортной сети; при доступе к инфокоммуникационным услугам должна осуществляться аутентификация пользователя; для идентификации абонентов инфокоммуникационных услуг может использоваться дополнительная адресация в рамках данной инфокоммуникационной услуги.

Слайд 16

Важным для инфокоммуникационных услуг является понятие «приложение». Приложение определяется как услуга, функциональность которой распределена между оборудованием поставщика услуги и оконечным оборудованием пользователя. Как следствие, оконечное оборудование должно быть отнесено в состав инфокоммуникационной услуги. Инфокоммуникационные услуги, функционирующие по принципу «клиент-сервер», относятся к категории приложений.

Слайд 17

К инфокоммуникационным услугам предъявляются требования: Мобильность услуг; Возможность гибкого и быстрого создания новых услуг; Гарантированное качество услуг.

Слайд 18

Инфокоммуникационный рынок Продукция рынка Участники рынка ISO (МОС – Международная организация по стандартизации) определила 4 общие категории продукции: оборудование (средства производства) интеллектуальная продукция перерабатываемые материалы услуги

Слайд 19

2. На рынке ИКТ действуют следующие участники , предоставляющие и потребляющие ИК услуги (ИКУ): Операторы связи ( NP ), владеющие средствами производства транспортных телекоммуникационных услуг, т.е. сетями и системами связи, а также средствами управления Поставщики (производители) контента ( CC ) – авторы, разработчики ПО, фильмов, музыки, книг, игр, рекламодатели и т.п. Типичные примеры контента: содержимое Web- и ftp- сайтов, TV -программы , FM , МР3 и другие аудио-треки, рингтоны, различные БД и т.п. Операторы (провайдеры, т.е. продавцы) контента ( CP ). Типичный пример С P – ngs.ru, rbc.ru, citforum.ru, sibsutis.ru, narod.ru , Интернет-магазины. Операторы услуг ( сервис-провайдеры ) ( SP ), владеющие сервисными платформами, например Call- центром, интеллектуальной платформой, системой биллинга, узлом Интернет и т.п. Типичный пример SP – такие ISP как Rambler.ru, Google.com, Skype.com . Клиенты ( Cl ), потребляющие услуги теле- и инфокоммуникаций Поставщики телекоммуникационного оборудования ( Vendor ) Различные регуляторы рынка (например, государственные организации типа АИС) Различные посредники (брокеры - Br )

Слайд 20

Эти участники рынка находятся в сложных взаимоотношениях между собой, причем модель этих взаимоотношений в настоящее время претерпевает самые значительные изменения за все время развития телекоммуникаций 2. Отношения между участниками рынка традиционные модели (ТфОП) ( NP - CL ) в мобильной сети и Интернете ( NP - SP - CP - CL ) перспективная бизнес-модель

Слайд 21

перспективная бизнес-модель Перспективная модель, предлагаемая ISO-ITU-T в серии рекомендаций по построению глобального информационного общества ( GIS ) предусматривает свободное развитие рынка инфо- и телекоммуникаций, что невозможно без конкуренции на всех этапах от производства контента до доведения его до конечного потребителя. Таким образом, перспективная модель, к которой постепенно движется инфокоммуникационный рынок, будет выглядеть так: Клиенты Cl CP CP CP Br Br SP SP SP Br Br NP NP NP Клиенты Cl Потребление информационного контента Клиенты Cl

Слайд 22

Перспективная бизнес-модель имеет следующие преимущества: дает возможность клиентам выбирать сетевых операторов и сервис-провайдеров предполагает конкуренцию между сервис-провайдерами, между сетевыми операторами конкуренция в борьбе за клиента гарантирует качество предоставляемых услуг, расширение спектра этих услуг с целью повышения ARPU – среднего дохода с абонента

Слайд 23

Требования к сетям связи мультисервисность , под которой понимается независимость технологий предоставления услуг от транспортных технологий; широкополосность , под которой понимается возможность гибкого и динамического изменения скорости передачи информации в широком диапазоне в зависимости от текущих потребностей пользователя; мультимедийность , под которой понимается способность сети передавать многокомпонентную информацию (речь, данные, видео, аудио) с необходимой синхронизацией этих компонент в реальном времени и использованием сложных конфигураций соединений; интеллектуальность , под которой понимается возможность управления услугой, вызовом и соединением со стороны пользователя или поставщика услуг; инвариантность доступа , под которой понимается возможность организации доступа к услугам независимо от используемой технологии; многооператорность , под которой понимается возможность участия нескольких операторов в процессе предоставления услуги и разделение их ответственности в соответствии с областью деятельности.

Слайд 24

К основным требованиям, предъявляемым поставщиками услуг к сетевому окружению, относятся: обеспечение возможности работы оборудования в "мультиоператорской " среде, т.е. увеличение числа интерфейсов для подключения к сетям сразу нескольких операторов связи, в том числе на уровне доступа; обеспечение взаимодействия узлов поставщиков услуг для их совместного предоставления; возможность применения "масштабируемых" технических решений при минимальной стартовой стоимости оборудования.

Слайд 25

Существующие сети связи общего пользования с коммутацией каналов (ТфОП) и коммутацией пакетов (СПД) в настоящее время не отвечают перечисленным выше требованиям. Ограниченные возможности традиционных сетей являются сдерживающим фактором на пути внедрения новых инфокоммуникационных услуг. С другой стороны, наращивание объемов предоставляемых инфокоммуникационных услуг может негативно сказаться на показателях качества обслуживания вызовов базовых услуг существующих сетей связи. Все это вынуждает учитывать наличие инфокоммуникационных услуг при планировании способов развития традиционных сетей связи в направлении создания сетей связи следующего поколения.

Слайд 26

Концепции построения сетей для обеспечения услуг Для обмена, хранения, обработки, продажи и потребления информации – строятся сети . Принято выделять: Транспортные (коммуникационные) сети , предоставляющие услуги транспортировки (доставки) информации участникам рынка Информационные сети (сети информационных услуг), предоставляющие услуги доступа к информации, хранения, обработки, продажи этой информации и т.п. В настоящее время актуальны два основных подхода (концепции, т.е. системы взглядов) к построению этих сетей: 1 . NGN – Next Generation Network (Сеть следующего поколения) – разрабатывается комитетом ITU-T 2 . IMS – IP Multimedia Subsystem (мультимедийная подсистема на базе протокола IP ) – разрабатывается организациями 3GPP и TISPAN (ETSI)

Слайд 27

Слайд 28

Сеть связи следующего поколения ( NGN – Next Generation Network) – концепция построения сетей связи, обеспечивающих предоставление неограниченного набора услуг с гибкими возможностями по их управлению, персонализации и созданию новых услуг за счет унификации сетевых решений, предполагающая реализацию универсальной транспортной сети с распределенной коммутацией, вынесение функций предоставления услуг в оконечные сетевые узлы и интеграцию с традиционными сетями связи.

Слайд 29

NGN – это… Концепция построения сетей связи Неограниченный набор услуг Гибкие возможности по управлению услугами Персонализация услуг Унификация сетевых решений Интеграция с традиционными сетями связи

Слайд 30

Унификация сетевых решений

Слайд 31

Базовый принцип концепции NGN Отделение друг от друга: функций транспортировки (переноса и коммутации); функций управления вызовом; функций управления услугами.

Слайд 32

NGN обладает следующими характеристиками: сеть на базе коммутации пакетов, которая имеет разделенные функции управления и переноса информации, где функции услуг и приложений отделены от функций сети; сеть компонентного построения с использованием открытых интерфейсов; сеть, поддерживающая широкий спектр услуг, включая услуги в реальном времени и услуги доставки информации (электронная почта), в том числе мультимедийные услуги; сеть, обеспечивающая взаимодействие с традиционными сетями электросвязи; сеть, обладающая общей мобильностью, т.е. позволяющая отдельному абоненту пользоваться и управлять услугами независимо от технологии доступа и типа используемого терминала и предоставляющая абоненту возможность свободного выбора поставщика услуг.

Слайд 33

Слайд 34

Преимущества NGN : Для оператора Для пользователя

Слайд 35

Для оператора: построение одной универсальной сети для оказания различных услуг; повышение среднего дохода с абонента за счет оказания дополнительных мультимедийных услуг; оператор NGN может наиболее оптимально реализовывать полосу пропускания для интеграции различных видов трафика и оказания различных услуг; NGN лучше приспособлена к модернизации и расширению; NGN обладает легкостью в управлении и эксплуатации; оператор NGN располагает возможностью быстрого внедрения новых услуг и приложений с различным требованием к объему передаваемой информации и качеству ее передачи.

Слайд 36

Для пользователя: абстрагирование от технологий реализации услуг электросвязи (принцип черного ящика); гибкое получение необходимого набора, объема и качества услуг; мобильность получения услуг.

Слайд 37

Одной из основных целей построения NGN является расширение спектра предоставляемых услуг услуги службы телефонной связи (предоставление местного телефонного соединения, междугороднего телефонного соединения, международного телефонного соединения); услуги служб передачи данных (предоставление выделенного канала передачи данных, постоянного и коммутируемого доступа в сеть Интернет, виртуальных частных сетей передачи данных); услуги телематических служб ( "электронная почта ", "голосовая почта", "доступ к информационным ресурсам ", телефония по IP-протоколу, "аудиоконференция " и "видеоконференция "); услуги служб подвижной электросвязи; услуги поставщиков информации: видео и аудио по запросу, "интерактивные новости " (для пользователя реализуется возможность просмотра, прослушивания и чтения информации о произошедших за какое-то время событиях), электронный супермаркет (пользователь выбирает товар в "электронном магазине ", получает подробную информацию о его потребительских свойствах, цене и пр.), дистанционное обучение и др.

Слайд 38

Слайд 39

Услуги сетей NGN Используют различные способы кодирования и передачи Многоадресная и широковещательная передача сообщений Чувствительный и нечувствительный к задержкам трафик Услуги реального масштаба времени

Слайд 40

Классификация услуг NGN базовые; дополнительные виды обслуживания; услуги доступа; информационно-справочные услуги; услуги виртуальных частных сетей; услуги мультимедиа.

Слайд 41

Базовые услуги Услуги местной, междугородней, международной телефонной связи Услуги по передаче факсимильных сообщений Услуги по организации модемных соединений между терминальным оборудованием пользователей Задача сетевого фрагмента NGN при предоставлении базовых услуг является установление и поддержание соединения с требуемыми параметрами.

Слайд 42

Дополнительные виды обслуживания Идентификация вызывающей линии Запрет идентификации вызывающей линии Переадресация вызова при отсутствии ответа Переадресация вызова при занятости Безусловная переадресация вызова Удержание вызова Конференц-связь с расширением Фрагмент NGN для проходящих через него вызовов должен обеспечивать поддержку ДВО, инициированных в других сетях.

Слайд 43

Услуги доступа Услуги доступа в сети IP по коммутируемому соединению ( WWW, e-mail, FTP- приложения, сети IP- телефонии); Услуги доступа к ресурсам Интеллектуальной сети связи с реализацией функции SSP (Service Switching Point – коммутатор услуг ) в сетевом фрагменте NGN.

Слайд 44

Услуги VPN Виртуальная частная сеть ( VPN ) на основе коммутируемых соединений с поддержкой адресного пространства VPN со стороны Softswitch. VPN на основе постоянных соединений внутри фрагмента NGN c обработкой адресной информации со стороны гибкого коммутатора. VPN на основе постоянных соединений без обработки сигнальной информации вызова гибким коммутатором.

Слайд 45

Услуги мультимедиа Совместная работа с документами и графикой; «Белая доска»; Дистанционное обучение и т.п.

Слайд 46

Услуги мультимедиа Европейский институт стандартизации в области связи (ETSI) ввел понятие "широкополосных мультимедийных услуг ". Под такими услугами понимаются услуги связи, предоставление которых осуществляется на базе широкополосных сетей связи, способных обеспечить перенос информации (контента) в виде непрерывных потоков пакетов/ячеек в режиме реального времени.

Слайд 47

Совместная работа с документами и графикой Обмен файлами. Пользователи могут обмениваться файлами даже при наличии других активных соединений. Полученные файлы помещаются в заданную пользователем в настройках приложения папку. Совместное использование буфера обмена. Пользователи могут обмениваться содержимым буфера обмена Microsoft Windows. Пользователи могут передавать друг другу через буфер обмена текст, фотографии, рисунки, web-страницы, контакты электронной почты и т.д. Совместное использование холста для рисования. Пользователи могут совместно использовать общее окно рисования для ввода текста и графики. Совместный просмотр web-страниц. Пользователи могут совместно просматривать web-страницы. При получении подтверждения пользователя браузер автоматически загружает полученный URL и отображает содержание web страницы. При установке опции ‘auto web push’ отправитель может наблюдать за тем, что делает и видит получатель URL при переходах по web-страницам.

Слайд 48

Что такое Triple Play? Концепция Triple Play – все современные услуги можно разложить на три составляющие

Слайд 49

Услуги SIP телефонии Персональная адресная книга Запрет исходящих вызовов Для запрещения исходящих вызовов какому-либо пользователю администратор может поместить его в поддомен, для которого не определена трансляция и маршрутизация исходящих вызовов, либо установить данному пользователю класс услуг, для которого запрещены исходящие вызовы. Запрет вызова Пользователь может установить в одном из используемых приложений локальный статус “Do Not Disturb” («Не беспокоить»), при этом устанавливается запрет на все входящие вызовы для данного приложения. Переадресация вызовов Идентификация звонящего абонента

Слайд 50

Услуги SIP телефонии Динамическая фильтрация звонков При получении входящих вызовов пользователь может: Отклонить вызов. Если вызывающая сторона использует программу Multimedia Client, то абонент может сообщить ему причину отказа отсоединения. (Пользователи IP-телефонов могут дополнительно задавать список возможных причин отказа от соединения). Переадресовать вызов. Пользователь может вручную ввести телефонный номер или SIP-адрес либо выбрать его из адресной книги. Игнорировать вызов. Обработка вызова осуществляется в соответствии с дополнительными настройками и правилами, указанными пользователем. Ответить. Для общения пользователь может использовать аудио-, видео- и текстовые сообщения Instant message (последние два средства общения доступны только пользователям Multimedia Clients).

Слайд 51

Услуги SIP телефонии Функции доступные во время вызова Переадресация вызова Процедура переадресации звонка во время разговора аналогична автоматической переадресации, но перед ее осуществлением абонент А сначала сообщает абоненту В о предстоящей переадресации вызова. Удержание вызова Пользователь может установить несколько соединений, при этом при установке нового соединения предыдущее автоматически переводится в состояние удержания (on hold) с возможностью последующего переключения на него. Удержание вызова используется также для переключения между несколькими ожидающими вызовами.

Слайд 52

Перечень расширенного набора услуг ДВО (27 ед.) Возможность отклонения входящих вызовов c запретом определения номера ( Anonymous Call Rejection) Автодозвон внутри группы (Automatic Callback) Режим «Не беспокоить» (Do Not Disturb) Отображение номера и имени вызывающего абонента (Calling Line ID Delivery) Трехсторонняя аудиоконференцсвязь Ожидание вызова (Call Waiting) Безусловная переадресация входящих вызовов (Call Forwarding Always) Перевод звонка в процессе разговора (Call Transfer) 9. Перадресация вызова, когда абонент не отвечает (Call Forwarding NoAnswer) Переадресация вызова, когда абонент занят (Call Forwarding Busy)

Слайд 53

Перечень расширенного набора услуг ДВО (27 ед.) Переадресация вызова, когда абонент недоступен (Call Forwarding Not Reachable) Ограничение на исходящие вызовы для группы (Outgoing Calling Plan) Ограничение на исходящие вызовы индивидуально для каждого внутреннего клиента (Outgoing Calling Plan) Ускоренный набор 100 номеров (Speed Dial 100) Ускоренный набор 8 номеров (Speed Dial 8 ) Выборочный прием входящих вызовов (Selective Call Acceptence) "Парковка" вызовов (Call Park) Музыка во время удержания вызова (Music On Hold) Исходящая связь через голосовой портал (Voice Portal Calling) Создание сценариев, например, «доступен, в офисе», «доступен, вне офиса», «занят», «недоступен» (CommPilot Express)

Слайд 54

Перечень расширенного набора услуг ДВО (27 ед.) Приоритетный вызов (Priority Alert) Выборочный отказ от входящей связи (Selective Call Rejection) Подключение к разговору (Directed Call Pickup) Код автоматического доступа (Account Authorization Codes) Подбор вызова (Call Pickup) Одновременная посылка входящего вызова на несколько терминалов (Simultaneous Ring Personal) Универсальная голосовая почта (Voice Messaging User, call notify)

Слайд 55

Услуги IP TV video on demand («видео по запросу»); network personal video recorder («управляемая цифровая запись видео»); remote recording capabilities («дистанционное управление видеомагнитофоном»); Система рейтингов

Слайд 56

Возможности IP TV прогноз погоды на следующий день; Поиск фильмов по названию, актеру, режиссеру time shifting («отложенный просмотр ТВ-передач»);

Слайд 57

Ограничение детей по просмотру определенных фильмов и каналов (определяется родителями) M ultiple camera («поддержка нескольких камер»)

Слайд 58

Наиболее яркими примерами перевода сетей на технологии VoIP являются планы крупнейших телекоммуникационных операторов Европы Deutsche Telecom и BT Group . Британский оператор BT сверстал пятилетнюю программу " Сеть XXI века " (21st century network, 21CN). В соответствии с ней к 2009 г. инфраструктура BT переведена на протокол IP с поддержкой MPLS, а имеющиеся сети ATM и TDM выведены из эксплуатации. После завершения процесса перехода услуги высокоскоростной передачи данных по проводным и беспроводным IP-каналам должны стать доступными на всей территории Великобритании.

Слайд 59

Основной этап миграции BT с традиционной телефонии на VoIP начался в 2006 г. и завершился в 2008-м. По заявлению BT, переход произошел незаметно для абонентов, а качество связи не ухудшилось или даже улучшилось. Следующая стадия предполагает установку нового оборудования MSAN ( Multiservice Access Node ) на 18 узлах сети BT в юго-восточной части Лондона, в Кенте и Восточной Англии. К 1 января 2005 г. к этим узлам подключены 1000 VoIP-абонентов, а к июню следующего года общее число таких абонентов достигло 3000. Далее - изучение возможностей оптических абонентских линий ( fiber - to - the - home , FTTH), у 1500 клиентов медные абонентские линии заменены на оптические, по которым им предоставляются услуги телефонной связи и доступа в Интернет.

Слайд 60

British Telecom осуществляет не просто смену технологической платформы для оказания некоторых сервисов из своего портфеля услуг, а планомерное построение сети NGN , ключевыми элементами которой являются магистральная сеть MPLS , технологии пакетной коммутации голоса и сочетание различных сетей доступа. При этом голосовые услуги для фиксированных и мобильных пользователей будут формироваться на единой технологической платформе, с возможностью оказания расширенных сервисов ( local number portability , i - location , unified messaging ).

Слайд 61

Deutsche Telecom определил для перехода на IP более длительный срок - 8 лет. Процесс перехода будет длиться до 2012 г. включительно. Причина задержки объясняется тем, что сеть Deutsche Telecom в бывшей ГДР была цифровизирована только в 1998 г., на что ушли миллиарды немецких марок и поэтому эта техника должна себя окупить, после чего будет списана с баланса без нанесения ущерба акционерам.

Предварительный просмотр:

Подписи к слайдам:

Слайд 1

NGN – сети следующего поколения Раздел 2. Общая архитектура сети NGN

Слайд 2

Общая архитектура сети NGN Четырехуровневая и трехуровневая модель NGN Выбор технологии для транспортной сети и сети доступа ( IP / MPLS , ATM , GE , SDH , xWDM , PON, FTTH, ADSL, VDSL ) Первичные сети. Вторичные сети. Глобальные сети. Метропольные сети. Локальные сети. Функциональная структура. Классификация оборудования.

Слайд 3

Четырехуровневая модель NGN

Слайд 4

Архитектура сети NGN

Слайд 5

Уровни архитектуры сети NGN уровень управления услугами; уровень управления коммутацией; транспортный уровень; уровень доступа.

Слайд 6

Задачи уровней сети NGN

Слайд 7

Уровень управления услугами Предоставление инфокоммуникационных услуг Управление услугами Создание и внедрение новых услуг Взаимодействие различных услуг

Слайд 8

Уровень управления услугами позволяет реализовать специфику услуг и применять одну и ту же программу логики услуг вне зависимости от типа транспортной сети и способа доступа; наличие этого уровня позволяет также вводить на сети электросвязи любые новые услуги без вмешательства в функционирование других уровней; может включать множество независимых подсистем ("сетей услуг"), базирующихся на различных технологиях, имеющих своих абонентов и использующих свои, внутренние системы адресации.

Слайд 9

Уровень управления услугами Операторам связи требуются механизмы, позволяющие быстро и гибко развертывать, а также изменять услуги в зависимости от индивидуальных потребностей пользователей. Такие механизмы предусмотрены открытой сервисной архитектурой OSA (Open Services Access) – основной концепцией будущего развития сетей электросвязи в части внедрения и оказания новых дополнительных услуг. При создании систем на основе OSA должны присутствовать следующие ключевые моменты: открытая среда для создания услуг; открытая платформа управления услугами.

Слайд 10

Уровень управления услугами На протяжении нескольких лет различными организациями предлагалось несколько вариантов реализации концепции OSA, пока в 1998 г. не был сформирован консорциум Parlay Group, который занимается созданием спецификаций открытого API (Application Programming Interface), позволяющего управлять сетевыми ресурсами и получать доступ к сетевой информации. Архитектура Parlay является одной из практических реализаций концепции OSA

Слайд 11

Архитектура Parlay Как показано на рисунке разные сети связи имеют различные сетевые элементы, в частности: в сети подвижной электросвязи второго поколения входят SGSN (Serving GPRS Support Node) и MSC (Mobile Switching Center); в телефонную сеть общего пользования входит SSP (Service Switching Point) коммутатор услуг в ТфОП; в сети подвижной электросвязи третьего поколения входит S-CSCF (Serving Call Session Control Function); ведомственные АТС. Каждый из этих элементов выходит на шлюз (Gateway) по своему протоколу, а задача шлюза по концепции OSA/Parlay состоит в том, чтобы свести все протоколы к единым интерфейсам API. Тогда приложения можно писать без учета особенностей нижележащих сетей, и следует только строго придерживаться интерфейсов API.

Слайд 12

Архитектура Parlay

Слайд 13

Уровень управления коммутацией Обработка информации сигнализации Маршрутизация вызовов Управление потоками

Слайд 14

Уровень управления коммутацией Функция установления соединения реализуется на уровне элементов базовой сети под внешним управлением оборудования программного коммутатора (Softswitch). Исключением являются АТС с функциями контроллера шлюзов (MGC – Media Gateway Controller), которые сами выполняют коммутацию на уровне элемента транспортной сети. В случае использования на сети нескольких Softswitch они взаимодействуют посредством соответствующих протоколов (как правило, семейство SIP-T) и обеспечивают совместное управление установлением соединения. Softswitch должен осуществлять: обработку всех видов сигнализации, используемых в его домене; хранение и управление абонентскими данными пользователей, подключаемых к его домену непосредственно или через оборудование шлюзов доступа; взаимодействие с серверами приложений для оказания расширенного списка услуг пользователям сети.

Слайд 15

Транспортный уровень Коммутация Прозрачная передача информации пользователя

Слайд 16

Требования к транспортному уровню Поддержка функций управления трафиком; Поддержка соединений в реальном времени и соединений, нечувствительных к задержкам; Различные модели соединений: «точка-точка», «точка-многоточие», «многоточие-многоточие»; Гарантированные уровни производительности, надежности, доступности и масштабируемости.

Слайд 17

Транспортный уровень NGN рассматривается как уровень, составными частями которого являются сеть доступа и базовая сеть. Под сетью доступа понимается системно-сетевая инфраструктура, которая состоит из абонентских линий, узлов доступа и систем передачи, обеспечивающих подключение пользователей к точке агрегации трафика (к сети NGN или к традиционным сетям электросвязи). Для организации уровня доступа могут использоваться различные среды передачи. Это может быть медная пара, коаксиальный кабель, волоконно-оптический кабель, радиоканал, спутниковые каналы либо любая их комбинация. Особенностью инфраструктуры NGN является использование универсальной базовой сети, базирующейся на технологиях пакетной коммутации. Базовая сеть – это универсальная сеть, реализующая функции транспортировки и коммутации. В соответствии с данными функциями базовая сеть представляется в виде трех уровней : технология коммутации пакетов; технологии формирования тракта; среда передачи сигналов.

Слайд 18

Модель базовой сети Нижний уровень модели – среда передачи сигналов. Этот уровень должен быть реализован на кабелях с оптическими волокнами (ОВ) или на цифровых радиорелейных линиях (РРЛ).

Слайд 19

Сегодня при выборе технологической основы перспективной считается IP, ввиду того, что: использование технологии IP/MPLS в среде Ethernet позволяет повысить масштабируемость и качество обслуживания до уровня, необходимого для транспортных сетей, а спецификации MPLS RSVP-TE Fast Reroute обеспечивает восстанавливаемость трактов в пределах 50 мс. Это означает, что сети Ethernet приобретают характеристики и надежность SDH или ATM; количество приложений, использующих протокол IP, будет возрастать, соответственно доля трафика IP будет увеличиваться, и, как следствие, неизбежны проблемы технологии АТМ, связанные с дополнительными накладными расходами полосы пропускания при передаче IP-трафика, вследствие чего происходит увеличение стоимости реализации сетевых решений на базе АТМ.

Слайд 20

В состав базовой сети NGN могут входить: транзитные узлы, выполняющие функции переноса и коммутации; оконечные (граничные) узлы, обеспечивающие доступ абонентов к мультисервисной сети; контроллеры сигнализации, выполняющие функции обработки информации сигнализации, управления вызовами и соединениями; шлюзы, позволяющие осуществить подключение традиционных сетей электросвязи (ТфОП, СПД, СПС).

Слайд 21

Уровень доступа Шлюзы; Сеть доступа; Оконечное абонентское оборудование

Слайд 22

К технологиям построения сетей доступа относятся: беспроводные технологии (Wi-Fi, WiMAX); технологии на основе систем кабельного телевидения (DOCSIS, DVB); технологии xDSL; оптоволоконные технологии (пассивные оптические сети (PON)).

Слайд 23

Трехуровневая модель NGN

Слайд 24

Еще одна концепция… Сабина Турсунова

Слайд 25

Задачи уровней сети NGN Уровень доступа. На этом уровне находятся такие устройства, как: Стандартные терминалы POTS/ISDN ; Устройства интегрированного доступа IAD ; Оконечные абонентские терминалы VoIP ; Мобильные терминалы; Программные телефоны; … Уровень агрегации трафика. На этом уровне находятся такие медиа-устройства, как: Абонентские концентраторы нового поколения IP - AMG , PON и т.д.; Медиа-шлюзы для конвергенции телефонного трафика между традиционной и пакетной сетями; Шлюзы сигнализации.

Слайд 26

Задачи уровней сети NGN Транспортный уровень. Данный уровень состоит из магистральной сети передачи данных, основанной на технологии IP / MPLS и региональных сетей передачи данных, основанных на технологии Gigabit Ethernet . Транспортный уровень должен обеспечивать достаточную пропускную способность для передачи всех видов телефонного трафика с обеспечением качества сервиса ( QoS ). Уровень управления вызовами. Задачей этого уровня является обработка информации сигнализации, маршрутизация вызовов и управление соединениями и тарификация вызовов. Уровень управления сетью. Задачей данного уровня является управление всеми элементами, входящими в состав NGN .

Слайд 27

Задачи уровней сети NGN Уровень управления услугами. Уровень управления услугами содержит функции управления логикой услуг и приложений и представляет собой распределенную вычислительную среду, обеспечивающую: предоставление инфокоммуникационных услуг; управление услугами; создание и внедрение новых услуг; взаимодействие различных услуг. Данный уровень позволяет реализовать специфику услуг, и применять одну и ту же программу логики услуги вне зависимости от типа транспортной сети (IP, АТМ, FR и т.п.) и способа доступа. Наличие этого уровня позволяет также вводить на сети любые новые услуги без вмешательства в функционирование других уровней.

Слайд 28

Общая архитектура сети NGN Четырехуровневая и трехуровневая модель NGN Выбор технологии для транспортной сети и сети доступа ( IP / MPLS , ATM , GE , SDH , xWDM , PON, FTTH , ADSL, VDSL ) Первичные сети. Вторичные сети. Глобальные сети. Метропольные сети. Локальные сети. Функциональная структура. Классификация оборудования.

Слайд 29

Современные и будущие сети связи должны удовлетворять следующим требованиям: обладать необходимой пропускной способностью для пропуска трафика всех потребителей услуг; обеспечивать требуемые уровни качества всех видов услуг; обладать необходимым уровнем надежности; обеспечивать возможность централизованного мониторинга и управления работоспособностью сети; обладать средствами анализа производительности работы сети и возможностью быстрого масштабирования для удовлетворения возрастающих потребностей пропуска трафика.

Слайд 30

Уровень доступа является той границей телекоммуникационной сети, где конечным клиентам предоставляются услуги. Следовательно, на этом уровне важно создать максимально удобную для клиентов и наиболее эффективную для оператора структуру, которая удовлетворяла бы следующим требованиям: предоставление наибольшей возможной (по экономическим и техническим показателям) полосы пропускания до клиента; универсальность с точки зрения среды передачи (медь, оптика, радио); возможность централизованного управления; возможность совместной работы с единой системой аутентификации, авторизации и биллинга; возможность удаленного управления абонентским терминалом для исключения человеческого фактора.

Слайд 31

Сеть доступа Сеть доступа является тем участком сети связи, на который возлагается функция доставки всех видов услуг, организованных в ядре сети. Сеть доступа может стать самым узким участком сети связи, не позволяющим предоставлять абонентам наиболее востребованные и высокодоходные услуги, а также не позволить на равных конкурировать с другими операторами связи на рынке широкополосного доступа. При этом сеть доступа требует очень больших инвестиций при смене технологии построения и длительного времени для проведения модернизации и смены технологии.

Слайд 32

При создании оптических сетей доступа должны соблюдаться следующие основополагающие принципы: сохранение существующих сетей доступа, которые не выработали свой ресурс, с целью защиты инвестиций; строительство фрагментов ОСД методом наложения в объеме, необходимом для предоставления услуг повышенного качества; обеспечение сквозного качества предоставляемых услуг по всей сети; строительство ОСД при реализации проектов по построению новых сетей доступа; комплексный подход при разработке долгосрочной программы развития сетей доступа; клиентоориентированный подход. Тесная связь бизнес-процессов с проектами модернизации сети; применение только проверенных передовых, «открытых» решений операторского класса.

Слайд 33

Перспективная сеть оптического доступа должна соответствовать следующим требованиям: «мультисервисность» – независимость технологий предоставления услуг от транспортных технологий (любая услуга через любой транспорт); «широкополосность» – возможность гибкого и динамичного изменения скорости передачи информации в зависимости от потребности пользователя; «мультимедийность» – способность сети передавать одновременно многокомпонентную информацию (голос, видео, данные); «интеллектуальность» – возможность управления услугой со стороны оператора или пользователя.

Слайд 34

Основные преимущества построения ОСД: высокая масштабируемость; модульное расширение; поддержка оборудования разных производителей; высокая скорость доступа; высокое качество связи; независимость от скорости доступа, от расстояния до абонента.

Слайд 35

Технология ADSL Технология ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) – асимметричная цифровая абонентская линия – была разработана для обеспечения высокоскоростного доступа к интерактивным видеослужбам (видео по запросу, видеоигры и т.п.) и не менее быстрой передачи данных (доступ в Интернет, удаленный доступ к ЛВС и другим сетям). Технология ADSL является наиболее массовым и дешевым способом предоставления услуг ШПД для абонентов, не предъявляющих высоких требований к скорости доступа к сети Интернет. Сеть ШПД по технологии ADSL может быть развернута практически на любом участке сети связи, где используется медная сеть доступа.

Слайд 36

Принцип действия к серверу к абоненту

Слайд 37

Основополагающие принципы В технологии предусмотрена организация асимметричного обмена данными. При внедрении ADSL объем работ должен быть минимальным, поскольку технология изначально ориентирована на массовое внедрение. При любых нарушениях в оборудовании или сети NGN традиционная телефонная связь должна работать. В технологии используются существующие абонентские линии телефонной сети, в каком бы состоянии они не были.

Слайд 38

Преобразование телефонного соединения в соединение ADSL

Слайд 39

Преимущества ADSL Возможность использования существующей медной инфраструктуры; Быстрое внедрение; Низкая себестоимость; Огромный выбор операторского и клиентского оборудования; Высокая совместимость; Удовлетворительная скорость нисходящего потока

Слайд 40

Недостатки ADSL Низкое качество связи, обусловленное старением кабеля и его повреждениями; Асимметричная скорость нисходящего и восходящего потоков; Снижение скорости передачи данных в зависимости от протяженности абонентских линий; Взаимное влияние абонентских линий при увеличении количества абонентов в кабеле

Слайд 41

Технология VDSL VDSL (Very High Bit-Rate Digital Subscriber Line) – это стандарт сверхвысокоскоростной цифровой абонентской линии. Стандарт VDSL2 (ITU-T G.993.2) позволяет выпускать совместимое DSL-оборудование, обеспечивающее передачу данных по телефонному кабелю со скоростью до 100 Мбит/с в обоих направлениях на расстояниях до 350 м. Технология V DSL является хорошей и относительно дешевой альтернативой технологии ADSL , способной предоставить абонентам расширенный спектр услуг ШПД, включая передачу нескольких каналов IPTV ( HDTV ), и возможность симметричной передачи данных. Сеть ШПД по технологии V DSL может быть развернута практически на любом участке сети связи, где используется медная сеть доступа, в т.ч. в существующие DSLAM и МАД.

Слайд 42

10.04.17 Сабина Турсунова Стандарты для технологии xDSL , применяемые в настоящее время Технология ITU-T Название Год выпуска Максимальная скорость передачи ADSL G .992.1 G.dmt 1999 7 Мбит/с вниз, 800 кбит/с вверх ADSL2 G .992.3 G.dmt.bis 2002 8 Мбит/с вниз, 1 Мбит/с вверх ADSL2+ G .992.5 ADSL2plus 2003 24 Мбит/с вниз, 1 Мбит/с вверх ADSL2-RE G .992.3 Reach Extended 2003 8 Мбит/с вниз, 1 Мбит/с вверх SHDSL G .991.2 G.SHDSL 2001 5. 6 Мбит/с вниз / вверх VDSL G .993.1 Very-high-data-rate DSL 2004 55 Мбит/с вниз, 15 Мбит/с вверх VDSL 2 G .993.2 Very-high-data-rate DSL 2 2005 100 Мбит/с вниз/вверх

Слайд 43

Преимущества V DSL Возможность использования существующей медной инфраструктуры; Быстрое внедрение; Низкая себестоимость; Большой выбор операторского и клиентского оборудования; Высокая совместимость; Высокая скорость нисходящего потока; Возможность работы в симметричном режиме; Возможность перехода в режим работы ADSL ; Возможность установки оборудования VDSL в существующие DSLAM

Слайд 44

Недостатки V DSL Низкое качество связи, обусловленное старением кабеля и его повреждениями; Ограниченная дальность работы на высоких скоростях передачи данных; Снижение скорости передачи данных в зависимости от протяженности абонентских линий; Взаимное влияние абонентских линий при увеличении количества абонентов в кабеле; Высокая стоимость клиентского оборудования (в сравнении с ETTH и ADSL)

Слайд 45

Технология PON PON – распределительная сеть доступа, основанная на древовидной архитектуре с пассивными оптическими разветвителями на узлах, представляет экономичный способ обеспечить широкополосную передачу информации. При этом архитектура PON обладает необходимой эффективностью наращивания и узлов сети, и пропускной способности.

Слайд 46

Технология PON Технология PON позволяет с использованием одного волокна организовать полностью пассивную оптическую сеть доступа для 32 узлов в радиусе 20 км, предоставляя Ethernet и до 4 Е1 в каждом узле. Суть технологии PON заключается в том, что между центральным узлом и удаленными абонентскими узлами создается полностью пассивная оптическая сеть, имеющая топологию дерева. В промежуточных узлах дерева размещаются пассивные оптические разветвители (сплиттеры) – компактные устройства, не требующие питания и обслуживания. Технология PON является одной из наиболее перспективных технологий организации доступа к сети Интернет для предоставления услуг Triple Play для «продвинутых» пользователей. Наиболее эффективна в районах с частной застройкой и для точечных применений.

Слайд 47

Свойства сети PON Древовидная архитектура с передачей по одному волокну на двух длинах волн навстречу друг другу: 1550 нм (от центрального узла к абонентам, нисходящий поток) и 1310 нм (от абонентов к центральному узлу, восходящий поток); На промежуточных узлах дерева, размещаются пассивные оптические разветвители; Использование метода доступа TDMA позволяет гибко распределять полосу пропускания между абонентами; На одно волокно, идущее из центрального узла (OLT), можно подключить до 32 абонентских узлов (ONT); Максимальное удаление составляет 20 км.

Слайд 48

Архитектура PON

Слайд 49

Слайд 50

Слайд 51

Технология PON может быть совмещена с технологией (плотного) волнового мультиплексирования DWDM.

Слайд 52

Развитие технологии PON В 1998 г. Международный союз электросвязи ( ITU-T ) принял предложенную FSAN (Full Services Access Network) спецификацию ATM PON ( APON ) в виде рекомендаций G.983.x , утвердив вскоре и спецификацию Broadband PON (BPON ). Начинается строительство пассивных оптических сетей в Японии и США. Технология APON (G.983.1) предусматривает передачу в сети PON ячеек ATM со скоростью 155 Мбит/с в каждом направлении. В спецификации BPON скорость передачи увеличена до 622 Мбит/с, появляется возможность реализовать широкополосные сервисы, включая доступ по Ethernet и видео.

Слайд 53

Развитие технологии PON Развитие Ethernet привело в 2001 г. к началу работы над спецификацией Ethernet PON (EPON) на основе протокола управления множеством узлов ( Multi-Point Control Protocol – MPCP ). Появляется еще одна разновидность PON — Gigabit PON (GPON ). Стандарт предусматривает номинальную скорость передачи 622 Мбит/c или 1,25 и 2,5 Гбит/с, а также развитые механизмы управления и защита на уровне протоколов. На сегодняшний день существует множество примеров успешного построения масштабных коммерческих проектов на базе PON . Это позволяет оценить потенциал EPON (Ethernet PON)/GPON (Gigabit PON ) технологий, которые могут стать в ближайшее время настоящим «мейнстримом» в отрасли.

Слайд 54

Сравнительный анализ трех технологий APON, EPON, GPON 10.04.17 Сабина Турсунова Характеристики APON (BPON) EPON GPON Институты стандартизации / альянсы ITU-T SG15 / FSAN IEEE / EFMA ITU-T SG15 / FSAN Дата принятия стандарта октябрь 1998 июль 2004 октябрь 2003 Стандарт ITU-T G.981.x IEEE 802.3ah ITU-T G.984.x Скорость передачи, прямой/обратный поток, Мбит/с 155/155 622/155 622/622 1000/1000 1244/155,622,1244 2488/622,1244, 2488 Базовый протокол ATM Ethernet SDH Линейный код NRZ 8B/10B NRZ Максимальный радиус сети, км 20 20 (>30 (обсуждается в проекте)) 20 Максимальное число абонентских узлов на одно волокно 32 16 64 (128) Приложения Любые IP, данные Любые Коррекция ошибок FEC предусмотрена нет необходима Длины волн прямого/обратного потоков, нм 1550/1310 (1480/1310) 1550/1310 (1310/1310) 1550/1310 (1480/1310) Динамическое распределение полосы есть Поддержка (на более высоких уровнях) есть IP-фрагментация есть нет есть Защита данных Шифрование открытыми ключами нет Шифрование открытыми ключами Резервирование есть нет есть Оценка поддержки голосовых приложений и QoS высока низкая высока

Слайд 55

Принцип действия PON Основная идея архитектуры PON – использование всего одного приемопередающего модуля в OLT для передачи информации множеству абонентских устройств ONT и приема информации от них. Число абонентских узлов, подключенных к одному приемопередающему модулю OLT, может быть настолько большим, насколько позволяет бюджет мощности и максимальная скорость приемопередающей аппаратуры. В OLT и ONT встроены мультиплексоры WDM, разделяющие исходящие и входящие потоки.

Слайд 56

Принцип действия PON

Слайд 57

Прямой и обратный поток Прямой поток на уровне оптических сигналов, является широковещательным. Каждый абонентский узел ONT, читая адресные поля, выделяет из этого общего потока предназначенную только ему часть информации. Фактически, мы имеем дело с распределенным демультиплексором. Все абонентские узлы ONT ведут передачу в обратном потоке на одной и той же длине волны, используя концепцию множественного доступа с временным разделением TDMA (time division multiple access). Для того, чтобы исключить возможность пересечения сигналов от разных ONT, для каждого из них устанавливается свое индивидуальное расписание по передаче данных c учетом поправки на задержку, связанную с удалением данного ONT от OLT. Эту задачу решает протокол TDMA MAC.

Слайд 58

Топологии сетей доступа Существуют четыре основные топологии построения оптических сетей доступа: "кольцо", «точка-точка", "дерево с активными узлами", "дерево с пассивными узлами".

Слайд 63

Преимущества PON Существенная экономия оптического волокна; Высокое качество услуг; Достаточная скорость нисходящего и восходящего потоков для удовлетворения текущих потребностей абонентов; Надежность соединения вследствие наличия только пассивных оптических разветвителей в промежуточных узлах дерева, не требующих обслуживания; Масштабируемость. Древовидная структура сети доступа дает возможность подключать новых абонентов экономичным способом; Гибкость. Использование современных механизмов обеспечения QoS позволяет предоставлять абонентам именно тот уровень услуг, который им требуется; Экономия используемой площади под оборудование и расходов на электропитание на стороне оператора

Слайд 64

Недостатки PON Высокая цена; Недостаточная полоса пропускания в долгосрочной перспективе. Разделяемая полоса пропускания в дереве оптоволоконных линий сети PON используется как можно большим числом абонентов; Недостаточная информационная безопасность данных в общей среде передачи; Повышенная стоимость компонентов из-за необходимости работать на совокупной скорости передачи данных; Повышенная мощность оптического сигнала для компенсации потерь в пассивных оптических разветвителях; Сложность диагностики неисправностей в пассивных оптических разветвителях. Влияние поврежденной точки терминации оптической сети на работу всех абонентов этой пассивной оптической сети

Слайд 65

Технология P 2 P Организация сети доступа с топологией P2P не накладывает ограничения на используемую сетевую технологию. P2P может быть реализована как для любого сетевого стандарта, так и для нестандартных (proprietary) решений, например, использующих оптические модемы. С точки зрения безопасности и защиты передаваемой информации при соединении P2P обеспечивается максимальная защищенность абонентских узлов. Поскольку ОК нужно прокладывать индивидуально до абонента, этот подход организации сети доступа является более дорогим по сравнению с технологиями PON, но и наиболее гибким с точки зрения отсутствия ограничений на используемые технологии для удовлетворения любых потребностей клиента. Технология P2P является одной из наиболее перспективных технологий организации доступа к сети Интернет для предоставления услуг Tripple Play для продвинутых пользователей. Наиболее эффективна для предоставления услуг при высокой плотности абонентов и для корпоративного сегмента рынка.

Слайд 66

Преимущества P2P Высокое качество услуг; Высокая надежность соединения; Единоличное использование ресурсов оптического волокна абонентом; Высокая симметричная скорость доступа для удовлетворения потребностей в долгосрочной перспективе; Возможность индивидуального подключения любых портов со стороны оператора и предоставления любых скоростей доступа

Слайд 67

Недостатки P2P Относительно высокая цена; Необходимость предоставления пары оптических волокон для каждого абонента. Громоздкая оптическая инфраструктура (имеется возможность использования WDM); Повышенное энергопотребление на стороне оператора; Значительное использование площадей и мощностей ЭПУ для оборудования P2P у оператора

Слайд 68

Технология E TTH ETTH – один из способов постоянного подключения к Интернету по протоколу FastEthernet . Скорость подключения составляет 100 Мбит/с или 1 Гбит/c. До каждого подключаемого дома производится прокладка оптического кабеля. В качестве соединительных абонентских линий используется витая пара пятой категории либо оптические соединительные линии. Технология Ethernet является более дешевой альтернативой полностью оптических сетей доступа (PON, P2P) для организации доступа к сети Интернет и для предоставления услуг Triple Play для обычных нетребовательных пользователей. Наиболее эффективна для предоставления услуг при высокой плотности абонентов.

Слайд 69

Преимущества ETTH Умеренная стоимость порта; Высокая симметричная скорость доступа; Возможность построения кольцевых сетей доступа; Использование коаксиального кабеля для внутридомовой разводки; Экономичное использование магистральных оптических волокон; Применение стандартизированных составляющих при организации подключений; Доступный инструментарий технического обслуживания на канальном уровне

Слайд 70

Недостатки ETTH Ограниченные возможности диагностики неисправностей на клиентской стороне, сбора статистики и управления качеством обслуживания; Проприетарность систем, адаптированных для применения в сетях доступа; Ограничение пропускной способности кольца на всех абонентов, подключенных к нему и ограничение количества портов на каждый узел числом портов используемого шасси; Необходимость установки активного оборудования в непосредственной близости к абонентам; Приспособлена в основном для многоквартирных домов.

Слайд 71

Алгоритм принятия решений при выборе технологий строительства Работники служб/отделов маркетинга филиалов определяют степень концентрации высокодоходных сегментов в районах населенного пункта. Работники служб/отделов маркетинга филиалов определяют районы населенного пункта с высоким спросом на услуги FTTx и требуемую емкость сети для 100% обеспечения. Работники технического блока филиала определяют объем требуемых инвестиций для реализации проектов. Определяется перечень проектов филиала с ранжированием по приоритетности и коммерческой целесообразности проектов (приоритетными являются проекты с применением технологии FTTx и направленные на ковровое покрытие наложенной сетью районов населенных пунктов с большой концентрацией высокодоходных сегментов). Инициируются бизнес-планы.

Слайд 72

Технология SDH Синхронная цифровая иерархия ( SDH ) — технология широкополосных транспортных сетей, которые являются инфраструктурой для подключения пользователя к широкому спектру услуг. Сети SDH позволяют передавать информационные потоки на скоростях до 10 Гбит/сек, предоставляют широкий диапазон скоростей доступа, в том числе совместимых с плезиохронной цифровой иерархией, прозрачны для трафика любой природы (голос, данные, видео). Заложенная в структуру SDH сигнала служебная информация обеспечивает возможность централизованного управления сетевыми устройствами и сетью в целом, позволяя гибко и оперативно обслуживать сеть и предоставлять пользователям необходимые потоки, а также реализует механизмы защиты информационных потоков в сети от возможных аварий.

Слайд 73

Операция ввода/вывода потока в PDH .

Слайд 74

PDH Наличие в PDH потоках выравнивающих битов, делает невозможным прямое извлечение из потока, составляющих его компонентов. Так, чтобы извлечь из потока 140 Мбит/сек (Е4) поток 2 Мбит/сек (Е1) необходимо демультиплексировать Е4 на четыре потока 34Мбит/сек (Е3), затем один из Е3 на четыре потока 8 Мбит/сек (Е2), и только после этого можно вывести требуемый Е1. А для организации ввода/вывода требуется трехуровневое демультиплексирование, а затем трехуровневое мультиплексирование. Использование систем PDH в сетях передачи данных, требует большого количества мультиплексоров, что значительно удорожает сеть и усложняет ее эксплуатацию.

Слайд 75

Цели и задачи разработки SDH . Желание преодолеть указанные недостатки PDH привели к разработке в США иерархии синхронной оптической сети ( SONET ), а в Европе аналогичной синхронной цифровой иерархии ( SDH ), предложенными для использования на волоконно-оптических линиях связи. Целью разработки, в обоих случаях, было создание иерархии, которая позволила бы: вводить/выводить исходные потоки без необходимости производить сборку разборку; разработать структуру кадров, позволяющую осуществлять развитую маршрутизацию и управление сетями с произвольной топологией; загружать и переносить в кадрах новой иерархии кадры PDH иерархии и других типов трафика (АТМ, IP ); разработать стандартные интерфейсы для облегчения стыковки оборудования.

Слайд 76

SDH и SONET В сетях SDH и SONET , используются синхронные схемы передачи с байт-интерливингом при мультиплексировании. В качестве формата основного сигнала первого уровня в иерархии SDH был принят синхронный транспортный модуль STM -1 с размером кадра 2430 байт и стандартным периодом повторения кадров 125 мксек, что дает скорость передачи 155.52 Мбит/сек. Мультиплексирование с коэффициентом кратности 4 дает следующий ряд скоростей SDH иерархии: STM -4, STM -16, STM -64 или соответственно 622.08, 2488.32, 9953.28 Мбит/сек. Ряд скоростей SONET начинается с сигнала ОС-1, имеющего скорость 51.84 Мбит/сек, а далее сигналы ОС-3, ОС-12, ОС-48 совпадают по скорости с STM -1, STM -4, STM -64.

Слайд 77

Модель SDH

Слайд 78

Многоуровневая модель SDH

Слайд 79

Многоуровневая модель SDH Самый низкий — физический уровень, представляющий передающую среду. Секционный уровень отвечает за сборку синхронных модулей STM - N и транспортировку их между элементами сети. Он подразделяется на регенераторную и мультиплексорную секции. Маршрутный уровень отвечает за доставку сигналов, предоставляемых сетью для конечного пользователя ( PDH , ATM и др.), и упакованных в полезной нагрузке STM - N . Согласно терминологии SDH , эти сигналы называют компонентными или трибутарными сигналами, а предоставляемые пользователю интерфейсы доступа к сети — трибутарными интерфейсами. Передача сигнальной информации для каждого уровня в SDH осуществляется при помощи механизма заголовков. Каждый STM - N кадр имеет секционный заголовок SOH ( Section OverHead ), состоящий из двух частей: заголовка регенераторной секции RSOH ( Regenerator Section OverHead ) и мультиплексорной секции MSOH ( Multiplex Section OverHead ). Для упаковки и транспортировки в STM - N трибутарных сигналов предложена технология виртуальных контейнеров. Виртуальный контейнер состоит из поля полезной нагрузки — контейнера, на которое отображается трибутарный сигнал, и маршрутного заголовка POH ( Path OverHead ), который указывает тип контейнера и служит для сбора статистики о прохождении контейнера по сети

Слайд 80

Структура кадра STM - N

Слайд 81

Базовые элементы сетей SDH Сети SDH строятся из четырех типов функциональных модулей (сетевых элементов): регенераторы, терминальные мультиплексоры, мультиплексоры ввода/вывода и кросс-коннекторы.

Слайд 82

Регенератор Регенератор используется для увеличения допустимого расстояния между узлами сети путем восстановления входящих сигналов SDH . Это расстояние зависит от степени затухания сигнала в передающей среде и параметров приемо-передающего оборудования. Для одномодового оптического кабеля оно составляет 15-40 км для длины волны 1310 нм и 40-110 км для 1550 нм.

Слайд 83

Терминальный мультиплексор Терминальный мультиплексор ( TM ) предназначен для мультиплексирования и демультиплексирования сигналов PDH и STM (в терминологии SDH их называют трибутарными или компонентными интерфейсами) в агрегатный поток STM - N . Он также может осуществлять локальную коммутацию с одного трибутарного интерфейса на другой.

Слайд 84

Мультиплексор ввода/вывода Мультиплексор ввода/вывода ( ADM ) имеет на входе те же наборы интерфейсов, что и ТМ, и, как правило, два агрегатных потока STM - N (условно называемых "восточный" и "западный"). В этих мультиплексорах плезиохронные или синхронные сигналы могут быть извлечены из или добавлены в поток STM - N , при этом часть полезной нагрузки сигнала STM - N проходит через устройство транзитом. Это дает возможность создавать самовосстанавливающиеся кольцевые структуры ( Self Healing Ring — SHR ), которые, в случае аварии, автоматически коммутируют потоки в обход поврежденных участков или элементов сети.

Слайд 85

SDH кросс-коннектор Кросс-коннектор ( DXC ) — распределительный узел сети, осуществляющий неблокируемые перекрестные соединения между любыми его портами. SDH кросс-коннекторы выполняют эти функции на уровне виртуальных контейнеров VC - n , для этого PDH сигналы отображаются на виртуальные контейнеры соответствующего уровня.

Слайд 86

Основные функции, выполняемые сетевыми элементами SDH следующие: маршрутизация виртуальных контейнеров, проводимая на основе использования информации в маршрутном заголовке РОН соответствующего контейнера; консолидация или объединение виртуальных контейнеров; трансляция потока от точки к нескольким точкам ( point - to - multipoint ); сортировка или перегруппировка ( grooming ) виртуальных контейнеров, осуществляемая с целью создания нескольких упорядоченных, например, по типу переносимого сервиса, потоков; ввод/вывод виртуальных контейнеров.

Слайд 87

Топология сетей SDH Топология «точка-точка» Это простейшая топология, включающая два терминальных мультиплексора, соединенных оптической линией связи с или без регенератора. Каждый из мультиплексоров действует как концентратор трибутарных потоков Е1, Е3 и др. Эта топология широко используется при передаче больших потоков данных по высокоскоростным магистральным каналам. Она может быть реализована, как по схеме без резервирования канала, так и по схеме со 100% резервированием типа 1+1, использующей основной и резервный агрегатные каналы. Топология «последовательная линейная цепь» Эта топология используется тогда, когда существует необходимость ответвлений в ряде точек линии, где могут вводится и выводится каналы доступа. Реализуется она путем включения вдоль линии связи мультиплексоров ввода/вывода.

Слайд 88

Топология сетей SDH Топология «звезда» В этой топологии один из узлов сети (кросс-коннектор) играет роль концентратора (или хаба), распределяя часть трафика по другим удаленным узлам, а оставшуюся часть на терминалы пользователей. Топология «кольцо» Эта топология наиболее широко используется при построении SDH сетей первых двух уровней иерархии ( STM -1 и STM -4). Строительными блоками этой архитектуры являются мультиплексоры ввода/вывода, которые соединяются в кольцо с однонаправленной либо двунаправленной передачей трафика. Широкое использование кольцевой топологии обусловлено тем, что построенные на ее основе сети способны самовосстанавливаться после некоторых достаточно характерных типов отказов.

Слайд 89

Механизмы самовосстановления и схемы резервирования Линейная защита. Простейшая форма реализации этой защиты — защита 1+1, используемая в соединениях точка-точка, где на каждую рабочую линию отводится одна резервная. При обнаружении потери сигнала на рабочей линии, оборудование на обоих концах автоматически переключается на резервную. Более экономичный вариант — защита 1: N , используемый, в основном, на магистральных участках большой протяженности. В этом случае на несколько рабочих линий отводится одна резервная. Резервная линия может быть использована для передачи низкоприоритетного трафика, который просто прерывается, если необходимо подменить вышедшую из строя рабочую линию. Механизмы защиты 1+1 и 1: N стандартизированы ITU - T в Рекомендации G .783.

Слайд 90

Механизмы самовосстановления и схемы резервирования Кольцевая защита. Различаются для кольцевых структур с однонаправленными и двунаправленными соединениями. В однонаправленном кольце все данные передаются по одной оптической жиле в одном направлении. Вторая оптическая жила, с противоположным направлением передачи, рассматривается как резервная. В случае аварии на одном из сегментов кольца, передача в направлении поврежденного участка автоматически коммутируется на резервное кольцо

Слайд 91

Схема самовосстановления однонаправленного кольца

Слайд 92

Слайд 93

Схема резервирования в двунаправленном кольце

Слайд 94

Волновое мультиплексирование (WDM) Волновое мультиплексирование (Wave Division Multiplexing, WDM) — это концепция объединения нескольких потоков данных по одному физическому волоконнооптическому кабелю. Такое увеличение емкости кабеля достигается исходя из фундаментального принципа физики. Он состоит в том, что лучи света с разными длинами волн не взаимодействуют между собой. Основная идея систем WDM состоит в использовании нескольких длин волн (или частот) для передачи отдельного потока данных на каждой из них. За счет этой техники удалось в 16-160 раз увеличить широкополосность канала из расчета на одно волокно.

Слайд 95

Мультиплексирование с делением по длине волны в оптическом волокне На входе канала сигналы с помощью призмы объединяются в одно общее волокно. На выходе с помощью аналогичной призмы эти сигналы разделяются. Число волокон на входе и выходе может достигать 32 и более (вместо призм в последнее время используются миниатюрные зеркала, где применяется развертка по длине волны).

Слайд 96

Мультиплексирование с делением по длине волны в оптическом волокне Передаваемые данные должны посылаться на определенной несущей длине волны. Обычно волновое мультиплексирование WDM осуществляется в окне прозрачности. Окно прозрачности — область частот, находящаяся между двумя провалами, в которой обеспечиваются лучшие условия распространения радиоволн. 1530-1560 нм, где обеспечивается минимальное затухание сигнала до 0,2 дБ/км. Как правило, волоконнооптические системы используют 3 длины волны — 850, 1310 и 1550 нм. Если входной сигнал является оптическим и передается на одной из этих длин волн, он должен быть преобразован для передачи с длиной волны окна прозрачности WDM.

Слайд 97

Мультиплексирование с делением по длине волны в оптическом волокне При наличии нескольких независимых входных сигналов каждый из них должен быть преобразован для передачи на своей длине волны в рамках этого диапазона. Затем эти сигналы объединяются с помощью оптической системы таким образом, что большая часть мощности всех сигналов передается по одному оптическому волокну. На другом конце линии световые сигналы разделяются с помощью сплиттера (еще одной системы линз) на несколько каналов. Каждый из этих каналов проходит через фильтры, отделяющие только одну из длин волн. В конце концов, каждая из отделенных длин волн попадает на свой приемник, который преобразует ее в исходный вид (оптический на длинах волн 850, 1310 и 1550 нм или медный).

Слайд 98

Технология WDM Существует два типа систем WDM, обеспечивающих грубое (CWDM) мультиплексирование с большим шагом разноса несущих или плотное (DWDM) разделение шкалы длин волн. Системы CWDM обычно обеспечивают передачу от 8 до 16 длин волн с шагом в 20 нм, от 1310 до 1630 нм. Системы DWDM работают с количеством длин волн до 144, обычно с шагом менее 2 нм примерно в том же диапазоне длин волн. WDM (CWDM или DWDM) обычно используется в одном из двух приложений:

Слайд 99

Технология WDM Первое и главное состоит в увеличении объема информации, передаваемого по оптическому волокну. Большое количество потоков данных передаются по небольшому количеству оптических кабелей. Это дает возможность значительно увеличить пропускную способность оптического кабеля. Так, при скорости 10 Гбит/с на канал общая пропускная способность каждого волокна составит 1,25 Тбит/с. Во многих случаях проложить новый оптический кабель оказывается слишком дорого или просто невозможно. Тогда использование технологии WDM становится единственной возможностью для увеличения пропускной способности.

Слайд 100

Технология WDM Второе приложение WDM появилось сравнительно недавно, когда все большее число заказчиков стали использовать высокоскоростные каналы связи. В этом случае оператор связи предоставляет заказчикам, имеющим офисы в разных точках города, длины волн в своем кабеле для организации каналов "точка-точка". Например, крупная компания, имеющая два здания в разных концах города, может поставить задачу их объединения. Для решения этой проблемы оператор может развернуть сеть. При использовании WDM оператору нет необходимости заботиться о том, какой протокол или технология используется заказчиками, что дает возможность более гибкого предоставления услуг.

Слайд 101

Технология WDM Устройства для организации WDM пассивны, т.е. не требуют электропитания. Однако многие из них требуют постоянной температуры. Для этого устанавливаются устройства регулировки температуры, а им необходимо удаленное электропитание. Тогда используется смешанный кабель, который наряду с оптическими волокнами содержит медные жилы. Для обеспечения норм по затуханию при передаче информации по оптическим кабелям применяются регенераторы и усилители сигналов.

Слайд 102

Оптические системы передачи с линейной регенерацией При передаче одиночного оптического сигнала каждый регенератор преобразует оптический сигнал в электрический, корректирует временные параметры, выделяет передаваемую информацию и в результате управляет лазерным передатчиком для регенерации сигнала и последовательного ввода информации в оптический кабель для передачи ее по следующему участку.

Слайд 103

DWDM составной сигнал с одним участком разделения по длине волны Преобразование оптического сигнала в электрический сигнал требует больших затрат, поскольку применяет очень дорогие компоненты (лазеры и сверхскоростную электронику). Схема на следующем слайде передает составной WDM-сигнал. При этом на каждом регенераторном участке производится разбиение составного сигнала на отдельные сигналы. Далее производится индивидуальное преобразование в электрическую форму и индивидуальная регенерация.

Слайд 104

DWDM составной сигнал с одним участком разделения по длине волны

Слайд 105

DWDM составной сигнал с оптическим усилителем Более предпочтительно применение оптических усилителей, которые могут усиливать сигнал на всех длинах волн, составляющих WDM-сигнал. Оптический усилитель на оптоволконе, легированном эрбием (Erbium-Doped Fiber Amplifier — EDFA) — это отрезок оптоволокна типа EDF и полупроводниковый лазерный диод в качестве источника "накачки". Усилитель принимает ослабленный сигнал и генерирует мощный сигнал в оптический кабель, легированный эрбием. От воздействия мощного сигнала атомы эрбия возбуждаются и генерируют фотоны в той же самой фазе и направлении, что и посылаемый сигнал. В результате получается эффект усиления. Применение усилителей снижает потребность в применении регенераторов. Установка усилителей позволяет увеличить расстояние между регенераторами и связанное с ними преобразование оптика-электроника до сотен и тысяч километров

Слайд 106

DWDM составной сигнал с оптическим усилителем

Слайд 107

Слайд 108

Первичные и вторичные сети Первичные сети состоят только из линий связи, усилительной и каналообразующей аппаратуры на станциях. Линии связи, проложенные между городами и в крупных городах, промежуточные усилительные пункты, оконечные пункты - все это первичная сеть, служащая для получения аналоговых и цифровых типовых каналов и трактов. Вторичные сети содержат, кроме того, узлы коммутации, позволяющие переключать каналы связи на различные направления. На основе вторичных сетей создаются многочисленные службы связи, предоставляющие разные услуги.

Слайд 109

Первичные сети делятся на магистральные, зоновые и местные сети

Слайд 110

Глобальные сети Глобальная сеть — это объединение компьютеров, расположенных на большом расстоянии, для общего использования мировых информационных ресурсов. В настоящее время для обеспечения связи в глобальных сетях выработаны единые правила — технология Интернет. Эти правила устанавливают: единый способ подключения отдельного компьютера или локальной сети к глобальной; единые правила передачи данных; единую систему идентификации компьютера в сети (сетевой адрес).

Слайд 111

Глобальные сети Одной из основных целей было создание сети, устойчивой к частичным повреждениям. Одним из путей достижения этой цели является разработка технологии децентрализованной обработки информации в сети. Децентрализация обработки информации достигается следующим образом. Каркас глобальных сетей составляют хост-компьютеры, являющиеся мощными узлами связи. Они обеспечивают надежный круглосуточный обмен информацией между пользователями сети. Хост-компьютеры соединяются между собой выделенными телефонными каналами связи. Совокупность хост-компьютеров обеспечивает связь с международными телекоммуникационными сетями. При неисправности одного узла (компьютера) в сети сохраняется возможность обмена информацией между другими компьютерами, так как пакеты данных на пути к компьютеру с нужным адресом автоматически направляются по альтернативному маршруту, в обход аварийного участка. Для получателя информации не имеет значения, каким путем пакеты информации будут доставлены на его компьютер.

Слайд 112

Локальные сети Локальные сети предназначены для обмена информацией между компьютерами, расположенными на небольшом расстоянии друг от друга, в пределах одного здания. Локальная сеть — это объединение компьютеров, расположенных на небольшом расстоянии друг от друга. Локальные сети позволяют: совместно использовать аппаратные ресурсы (периферийные устройства, накопители); совместно использовать программные ресурсы (сетевые версии прикладного программного обеспечения); создавать и совместно использовать информационные ресурсы для работы пользователей над общими задачами; централизовать усилия по информационной безопасности.

Слайд 113

Локальные сети По способу связи компьютеров в локальной сети различают: одноранговые сети; сети с выделенным сервером. В одноранговых сетях используется технология «равный к равному». Любой компьютер может использовать ресурсы другого подключенного к нему компьютера. Иначе говоря, любой компьютер может выступать и как сервер, и как клиент. В одноранговых сетях работа приложений на компьютере ухудшается, когда его ресурсами пользуются другие компьютеры сети. Сети с выделенным сервером гораздо стабильнее и производительнее.

Слайд 114

Слайд 117

Softswitch Softswitch реализует функции по логике обработки вызова, доступу к серверам приложения, сбору статистической информации, сигнальному взаимодействию с сетью ТфОП и внутри пакетной сети, управлению установлением соединения и др. Softswitch является основным устройством, реализующим функции уровня управления коммутацией и передачей информации. В оборудовании Softswitch 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 (дополнительных видов обслуживания). Реализуется в оборудовании Softswitch 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.

Слайд 118

Softswitch Дополнительно в оборудовании Softswitch могут быть реализованы следующие функции: функция сигнального пункта сети ОКС7; функция предоставления расширенного списка ДВО. Реализуется самостоятельно или с использованием серверов приложений; функция взаимодействия с серверами приложений; функция SSP;

Слайд 119

Основные характеристики Softswitch Производительность – максимальное количество обслуживаемых базовых вызовов за единицу времени (как правило, за час). Производительность Softswitch — это одна из главных характеристик, на основе которой должен проводиться выбор оборудования и проектирование сети. Производительность оборудования Softswitch 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 Softswitch, важно иметь наиболее полную информацию о производительности для различных видов нагрузки, а также для смешанных типов нагрузки при различных долях каждого из видов.

Слайд 120

Основные характеристики Softswitch 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 Softswitch характеризуются средней наработкой на отказ, средним временем восстановления, коэффициентом готовности, сроком службы. При проектировании сети следует понимать, что выход из строя Softswitch приведет к пропаже всех видов связи в обслуживаемом сетевом фрагменте (домене); поэтому должны быть предусмотрены меры по обеспечению дублирования и защиты оборудования.

Слайд 121

Поддерживаемые протоколы При взаимодействии с существующими фрагментами сети СТОП: 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; IUA для передачи сигнальной информации первичного доступа ISDN через пакетную сеть; MEGACO (Н.248) для передачи информации, поступающей по системам сигнализации по выделенным сигнальным каналам (2ВСК). В настоящее время известны подобные реализации в части системы сигнализации R1. При взаимодействии с другими Softswitch: SIP-T.

Слайд 122

Поддерживаемые протоколы При взаимодействии с терминальным оборудованием: непосредственное взаимодействие с терминальным оборудованием пакетных сетей: SIP и Н.323; взаимодействие с оборудованием шлюзов, обеспечивающим подключение терминального оборудования СТОП: MEGACO (H.248) для передачи сигнализации по аналоговым абонентским линиям; IUA для передачи сигнальной информации базового доступа ISDN. При взаимодействии с оборудованием интеллектуальных платформ (SCP): INAP. При взаимодействии с серверами приложений: в настоящее время такое взаимодействие, 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.

Слайд 123

Поддерживаемые интерфейсы интерфейс Е1 (2048 Кбит/с) для подключения сигнальных каналов ОКС7, включаемых непосредственно в Softswitch; интерфейсы семейства Ethernet для подключения к IP-сети. Через Ethernet-интерфейсы передается сигнальная информация в направлении пакетной сети.

Слайд 124

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 / уровне доступа.

Слайд 125

Шлюзы 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 в системы сигнализации пакетной сети; транкинговый шлюз (Trunking Gateway (TGW)) - совместная реализация функций MG и SG; шлюз доступа (Access Gateway (AGW)) - реализация функции MG и SG для оборудования доступа;

Слайд 126

Транспортный шлюз 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;

Слайд 127

Транспортный шлюз 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, в том числе процедуры использования кодеков;

Слайд 128

Транспортный шлюз функцию обработки транспортного потока с пакетной коммутацией / коммутацией каналов: обеспечивает преобразование между каналом передачи аудиоинформации, 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;

Слайд 129

Транспортный шлюз 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.

Слайд 130

Сигнальный шлюз Оборудование сигнального шлюза должно выполнять функции посредника при сигнализации между пакетной сетью и сетью с коммутацией каналов. Оборудование сигнального шлюза 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.

Слайд 131

Основные характеристики шлюзов Емкость Определяется как в направлении ТфОП, так и в направлении к пакетной сети. В первом случае емкость определяется количеством подключаемых потоков Е1 в направлении сети ТфОП для транспортных шлюзов, а также количеством аналоговых абонентских линий и количеством (S,Т) - 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. Производительность Как правило, производительность является достаточной для обслуживания потоков вызовов, определяемых емкостными показателями оборудования.

Слайд 132

Протоколы Для транспортных шлюзов: в направлении к Softswitch: 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 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 МТРЗ и передавать всю "вышестоящую " информацию в направлении Softswitch с использованием протокола M2UA. Во втором случае сигнальный шлюз должен терминировать уровень МТРЗ и передавать "вышестоящую " информацию в направлении Softswitch с использованием протокола M3UA; в направлении к Softswitch: в зависимости от используемых механизмов обработки ОКС7 могут поддерживаться M2UA или M3UA.

Слайд 133

Протоколы Для шлюзов доступа: в направлении к Softswitch для передачи сигнальной 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 шлюзами: 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 протоколов уровня 2 (LAP-D), сигнализацию по интерфейсу V5 в части протоколов уровня 2 (LAP-V5).

Слайд 134

Поддерживаемые интерфейсы Транспортные шлюзы: в направлении к ТфОП поддерживают интерфейсы PDH (E1) и/или SDH (STM1/4). В направлении пакетной сети на основе IP-технологий: интерфейсы Ethernet. Сигнальные шлюзы: в направлении ТфОП в основном поддерживают интерфейс PDH (Е1), а в направлении пакетной сети – интерфейс 10Base Ethernet: Шлюзы доступа: в направлении ТфОП поддерживают интерфейс по аналоговым абонентским линиям, интерфейсы базового доступа ISDN (U-, S-, S-Т) для резидентных шлюзов и интерфейс PDH (E1) и 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: UNI.

Слайд 135

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-терминалы. Данное оборудование может иметь как специализированное аппаратное (standalone), так и программное исполнение (softphone). 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. Ближайшая аналогия с IAD в сетях ТфОП — оборудование малых УПАТС. Терминальное оборудование поддерживает протоколы SIP или Н.323 в направлении Softswitch для передачи информации сигнализации и управления коммутацией и протоколы RTP/RTCP для передачи пользовательской информации. Для подключения к сети, как правило, применяется Ethernet-интерфейс.

Слайд 136

Сервер приложений Используется для предоставления расширенного списка дополнительных услуг абонентам пакетных сетей или абонентам, получающим доступ в пакетные сети. Серверы 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 Softswitch, где задействованы технологии Java, XML, SOAP. Подключение производится в основном с использованием интерфейсов, базирующихся на Ethernet.

Предварительный просмотр:

Подписи к слайдам:

Слайд 1

NGN – сети следующего поколения Раздел 3. Программный коммутатор Softswitch

Слайд 2

Программный коммутатор Softswitch Понятие и архитектура Softswitch Реализация Softswitch Функции Softswitch и его взаимодействие с другим оборудованием

Слайд 3

Сеть IP/ATM Сравнение архитектур традиционной станции коммутации и оборудования Softswitch АК ЛК ЛК Коммутационная матрица CPU Обработка сигнализации СЛ СЛ АЛ AG IAD MG MG MGC (Softswitch) SG СЛ СЛ АЛ Станция коммутации – все в одном месте Softswitch - географически распределен АК – абонентский комплект ЛК – линейный комплект CPU – управляющий процессор АЛ – абонентская линия СЛ – соединительная линия – фирменный протокол AG – шлюз доступа IAD – устройство интегрированного доступа MG – шлюз IP- телефонии MGC – контроллер шлюзов SG – шлюз сигнализации – открытые протоколы ( SIP, MGCP, MEGACO, SIGTRAN, …)

Слайд 4

Понятие Softswitch Softswitch как устройство (контроллер MGC) – программн ое обеспечение на базе фирменных или промышленных серверов , обеспечивающее управление распределенным и по сети элементами оборудования Softswitch по стандартизованным интерфейсам. Softswitch как технология ( оборудование) – совокупность сетевых элементов , взаимодействующих по стандартизированным интерфейсам, образующих распределенную архитектуру управления вызовами и обеспечивающую управление коммутац ией информации различного вида, а также интеграцию ТфОП, СПС и сетей передачи данных в процессе предоставления услуг связи. В зависимости от контекста, понятие "Softswitch" может т рактоваться двояко:

Слайд 5

Термин "Softswitch" был придуман при разработке интерфейса между интерактивной речевой системой (IVR) и АТС с коммутацией каналов в операторской компании MCI. На данном этапе развития Softswitch исполнял функции контроллера транспортного шлюза MGC (Media Gateway Controller) и Call Agent. Также на базе разработок специалистов из компаний Bellcore и Level3 Communication в IETF была создана первая спецификация протокола управления шлюзами MGCP (Media Gateway Control Protocol), которая является одной из ветвей родословной Softswitch. Другой предшественник Softswitch – привратник GK. На сегодняшний момент существует достаточное количество определений Softswitch, поэтому, для лучшего понимания, разумнее перечислить основные функции Softswitch.

Слайд 6

Управление обслуживанием вызовов, т.е. установлением и разрушением соединений путем выполнения функции Call Agent. Данные функции гарантируют, что соединение сохранится до тех пор, пока не даст отбой вызвавший или вызываемый абонент. Также в число функций входят распознавание и обработка цифр номера, распознавание момента ответа вызываемой стороны, момента, когда один из абонентов кладет трубку, и регистрация этих действий для начисления платы.

Слайд 7

Управление транспортными шлюзами и шлюзами доступа по протоколу Н.248 и ему подобными. Координация обмена сигнальными сообщениями между сетями, т.е. поддержка функций SG (Signaling Gateway). Softswitch координирует действия, обеспечивающие соединение с логическими сетями в разных сетях и преобразует информацию в сообщениях, чтобы они были поняты на обеих сторонах несхожих сетей.

Слайд 8

Декомпозиция АТС и Softswitch

Слайд 9

Революция Softswitch Дорогостоящие традиционные АТС в единой структуре объединяют функции коммутации, функции управления обслуживанием вызовов, услуги и приложения, а также функции биллинга. Такая АТС представляет собой монолитную, закрытую системную структуру, как правило, не допускающую расширения или модернизации на базе оборудования других производителей. Революционное изменение принес Softswitch. Он в корне изменил традиционную закрытую структуру систем коммутации, используя принципы компонентного построения сети и открытые стандартные интерфейсы между тремя основными функциями: коммутации, управления обслуживанием вызовов, услуг и приложений. В такой открытой, распределенной структуре могут применяться функциональные компоненты разных производителей

Слайд 10

Согласно эталонной архитектуре Softswitch, разработанной консорциумом IPCC (International Packet Communication Consortium) , в ней предусматривается четыре функциональные плоскости: транспортная; управления обслуживанием вызова и сигнализации; услуг и приложений; эксплуатационного управления.

Слайд 11

Эталонная архитектура Softswitch

Слайд 12

Транспортная плоскость Отвечает за транспортировку сообщений по сети связи. Этими сообщениями могут быть сообщения сигнализации, сообщения маршрутизации для организации тракта передачи информации или непосредственно пользовательские речь и данные. Расположенный под этой плоскостью физический уровень переноса сообщений может базироваться на любой технологии, которая соответствует требованиям к пропускной способности для переноса трафика этого типа. Обеспечивает также доступ к сети IP-телефонии сигнальной и/или пользовательской информации, поступающей со стороны других сетей или терминалов.

Слайд 13

Устройствами и функциями транспортной плоскости управляют функции плоскости управления обслуживанием вызова и сигнализации. Сама транспортная плоскость делится на три домена: домен транспортировки по протоколу IP; домен взаимодействия; домен доступа, отличного от IP.

Слайд 14

Домен транспортировки по протоколу IP (IP transport domain) Поддерживает магистральную сеть и маршрутизацию для транспортировки пакетов через сеть IP-телефонии. К этому домену относятся такие устройства, как коммутаторы, маршрутизаторы, а также средства обеспечения качества обслуживания (QoS).

Слайд 15

Домен взаимодействия (Interworking Domain) Включает в себя устройства преобразования сигнальной или пользовательской информации, поступающей со стороны внешних сетей, в вид, пригодный для передачи по сети IP-телефонии, а также обратное преобразование. В этот домен входят такие устройства, как шлюзы сигнализации (Signaling Gateways), обеспечивающие преобразование сигнальной информации между разным транспортными уровнями; транспортные шлюзы, или медиашлюзы (Media Gateways), выполняющие функции преобразования пользовательской информации между разными транспортными сетями и/или разными типами мультимедийных данных; шлюзы взаимодействия (Interworking Gateways), обеспечивающие взаимодействие различных протоколов сигнализации на одном транспортном уровне.

Слайд 16

Домен доступа, отличного от IP (Non-IP Access Domain) Предназначен для организации доступа к сети IP-телефонии различных IP-несовместимых терминалов. Он состоит из шлюзов Access Gateways для подключения учрежденческих АТС, аналоговых кабельных модемов, линий xDSL, транспортных шлюзов для мобильной сети радиодоступа стандарта GSM/3G, а также устройств интегрированного абонентского доступа IAD (Integrated Access Devices) и других устройств доступа. IP-терминалы непосредственно подключаются к домену транспортировки по протоколу IP без участия Access Gateway.

Слайд 17

Плоскость управления обслуживанием вызова и сигнализации(Call Control & Signaling Plane) Управляет основными элементами сети IP-телефонии и в первую очередь теми, которые принадлежат транспортной плоскости. Управляет обслуживанием вызова на основе сигнальных сообщений, поступающих из транспортной плоскости, устанавливает и разрушает соединения для передачи пользовательской информации по сети. Включает в себя такие устройства, как контроллер медиашлюзов MGC (Media Gateways Controller), сервер обслуживания вызова Call Agent, привратник Gatekeeper и LDAP-сервер.

Слайд 18

Плоскость услуг и приложений (Service & Application Plane) Содержит логику выполнения услуг и/или приложений в сети IP-телефонии и управляет этими услугами путем взаимодействия с устройствами, находящимися в плоскости управления обслуживанием вызова и сигнализации. Состоит из таких устройств, как серверы приложений Application Servers и серверы дополнительных услуг Feature Servers. Может также управлять специализированными компонентами передачи пользовательской информации, например, медиасерверами, которые выполняют функции конференц-связи, IVR и т.п.

Слайд 19

Плоскость эксплуатационного управления (Management Plane) Обеспечивает функции включения/выключения абонентов и услуг, эксплуатационной поддержки, биллинга и другие функции технической эксплуатации сети. Может взаимодействовать с некоторыми или со всеми другими тремя плоскостями либо по стандартному протоколу (например по протоколу SNMP), либо по внутренним протоколам и через интерфейсы API.

Слайд 20

Функциональные объекты Функциональными объектами рассмотренной выше эталонной модели архитектуры Softswitch являются логические объекты сети IP-телефонии. В рамках предложенного Консорциумом подхода выделяются 12 основных функциональных объектов, относительно которых следует прежде всего подчеркнуть, что это суть функции, а не физические продукты. Последнее означает, что разные функциональные объекты могут физически располагаться в разных автономных устройствах или на многофункциональных платформах и что существует практически неограниченное число способов размещения функциональных объектов в физических объектах.

Слайд 21

Функциональные объекты эталонной архитектуры Softswitch

Слайд 22

Функциональные объекты эталонной архитектуры Softswitch AS-F — ФО сервера приложений; SC-F — ФО управления услуга- ми; CA-F —ФО устройства управления шлюзом; MGC-F — ФО контроллера медиашлюзов; SPS-F— ФО прокси-сервера SIP; R-F — ФО маршрутизатора вызова; A-F — ФО учета, авторизации, аутентентификации; MS-F —ФО транспортного сервера; SG-F — ФО шлюза сигнализации; MG-F —ФО медиашлюза; IW-F — ФО взаимодействия; AGS-F — ФО сигнализации шлюза доступа.

Слайд 23

ФО контроллера медиашлюзов MGC-F(Media Gateways Controller Function) Представляет собой конечный автомат логики обслуживания вызова и сигнализации управления его обслуживанием для одного или более транспортных шлюзов. Определяет состояние процесса обслуживания каждого вызова в медиашлюзе и состояния информационных каналов интерфейсов MG-F Передает информационные сообщения пользователя от одного MG-F к другому, а также от/к MG-F к/от IP-телефонам или терминалам Отправляет и принимает сигнальные сообщения от портов, от других MGC-F и от внешних сетей

Слайд 24

ФО контроллера медиашлюзов MGC-F(Media Gateways Controller Function) Взаимодействует с AS-F для предоставления услуг пользователю Имеет возможность управлять некоторыми сетевыми ресурсами (например портами MGF, полосой пропускания и т.д.) и устанавливать правила для портов пользователя Взаимодействует с R-F и A-F для обеспечения маршрутизации вызова, аутентификации и учета Может участвовать в задачах эксплуатационного управления в мобильной среде (т.к. управление мобильностью обычно является частью CA-F). Обычно использует протоколы H.248 и MGCP.

Слайд 25

ФО устройства управления и взаимодействия CA-F(Call Agent Function) и ФО взаимодействия IW-F(Interworking Function) Являются подмножествами MGC-F. Первый из них, CA-F, существует, когда MGC-F управляет обслуживанием вызова и определяет состояния процесса его обслуживания. Протоколами этого функционального объекта могут являться SIP, SIP-T, BICC, H.323, Q.931, Q.SIG, INAP, ISUP, TCAP, BSSAP, RANAP, MAP и CAP, а в качестве интерфейсов API используются любые открытые API типа JAIN или Parlay. Второй функциональный объект, IW-F, существует, когда MGC-F обеспечивает взаимодействие между разными сетями сигнализации, например, IP и ATM, ОКС7 и SIP/H.323 и т.п.

Слайд 26

ФО маршрутизации и учета стоимости R-F и A-F (Call Routing и Accounting Functions) R-F предоставляет информацию о маршрутизации вызова функциональному объекту MGC-F. A-F собирает учетную информацию о вызовах для целей биллинга, а также может выполнять более широкий спектр функций AAA, т.е. обеспечивать аутентификацию, идентификацию и учет в удаленных сетях. Основная роль обоих объектов – реагировать на запросы, поступающие от одного или более MGC-F, направляя вызов или учетную информацию о нем к входящим портам (другим MGC-F) или услугам (AS-F).

Слайд 27

ФО маршрутизации и учета стоимости R-F и A-F (Call Routing и Accounting Functions) ФО R-F/A-F обеспечивает маршрутизацию локальных и межсетевых вызовов (R-F) фиксирует детали каждого сеанса связи для целей биллинга и планирования (A-F) обеспечивает управление сеансом и управление мобильностью может узнавать о маршрутной информации от внешних источников может взаимодействовать с AS-F для предоставления услуги пользователю может функционировать прозрачно для других элементов в тракте сигнализации.

Слайд 28

ФО маршрутизации и учета стоимости R-F и A-F (Call Routing и Accounting Functions) Здесь R-F и A-F могут сцепляться друг с другом последовательно или иерархически и к тому же R-F/A-F часто объединяется с MGC-F, причем объединенный R-F/A-F/MGC-F может также запрашивать услуги внешнего R-F/A-F. Сам A-F собирает и передает учетную информацию по каждому вызову, а AS-F передает учетную информацию по предоставлению дополнительных сервисов, таких как конференц-связь или платные информационные услуги. Функция маршрутизации локальных и межсетевых вызовов R-F может использовать протоколы ENUM и TRIP, а функция стоимости вызовов A-F может использовать протоколы RADIUS и AuC (для сетей подвижной связи).

Слайд 29

ФО SIP-прокси-сервера SPS-F (SIP Proxy Server Function) и ФО шлюза сигнализации SG-F (Signaling Gateway Function) SPS-F в ыделен в отдельный ФО по той причине, что чаще всего R-F и A-F конструктивно оформляются в виде прокси-сервера SIP. SG-F (Signaling Gateway Function) поддерживает обмен между сетью IP-телефонии и ТфОП u1089 сигнальной информацией, которая может передаваться, например, на базе ОКС7/TDM или BICC/ATM. Для беспроводных сетей подвижной связи SG-F также поддерживает обмен сигнальной информацией между транзитной пакетной IP-сетью и сетью сотовой подвижной связи (СПС) с коммутацией каналов на базе стека ОКС7.

Слайд 30

ФО SIP-прокси-сервера SPS-F (SIP Proxy Server Function) и ФО шлюза сигнализации SG-F (Signaling Gateway Function) Основная роль SG-F заключается в пакетировании и транспортировке информации протоколов сигнализации ОКС7 в ТфОП (ISUP или INAP) или в СПС (MAP или CAP) по сети с коммутацией пакетов IP. Для этого функциональный объект SG-F пакетирует и транспортирует сигнализацию ОКС7 к MGC-F или другому SG-F, используя методы SIGTRAN. Один SG-F может обслуживать много MGC-F, а интерфейсом между SG-F и другими функциональными объектами служат протоколы SIGTRAN типов TUA, SUA и M3UA over SCTP, за исключением ситуаций, когда SG-F и MGC-F или другой SG-F объединены.

Слайд 31

ФО сигнализации шлюза доступа AGS-F (Access Gateway Signaling Function) Поддерживает обмен сигнальной информацией между сетью IP-телефонии и сетью доступа с коммутацией каналов на базе интерфейсов V5.1/V5.2. Для беспроводных сетей подвижной связи поддерживает также обмен сигнальной информацией между транзитной сетью подвижной связи с коммутацией пакетов и сетью СПС на базе TDM или ATM. Основная роль AGS-F заключается в пакетировании и транспортировке информации протоколов сигнализации интерфейсов V5 или ISDN (для проводных сетей), или BSSAP или RANAP (для беспроводных сетей) по сети с коммутацией пакетов IP. AGS-F пакетирует и транспортирует к MGC-F эту информацию протоколов сигнализации V5, ISDN или ОКС7, используя протоколы SIGTRAN типов M3UA, IUA и V5UA over SCTP.

Слайд 32

ФО сервера приложений AS-F(Application Server Function) Поддерживает логику и выполнение услуг для одного или более приложений. Может запрашивать у MGC-F прекращение вызовов или сеансов связи для определенных приложений (например речевой почты или конференц-связи), запрашивать у MGC-F повторное инициирование услуг связи (например сопровождающего вызова или вызовов по предоплаченной телефонной карте) Может управлять MS-F для обслуживания потоков пользовательской информации Может компоноваться с web-приложениями или иметь web-интерфейсы Может использовать открытые API типа JAIN или Parlay для создания услуг

Слайд 33

ФО сервера приложений AS-F(Application Server Function) Может иметь внутренние интерфейсы алгоритма распределения ресурсов, биллинга и регистрации сеансов Может взаимодействовать с функциональными объектами MGC-F или MS-F Может вызывать другой AS-F для предоставления дополнительных услуг или для построения составных сервисов, ориентированных на компоненты приложений Может использовать функциональные возможности MGC-F для управления внешними ресурсами.

Слайд 34

ФО сервера приложений AS-F(Application Server Function) Для всех этих целей применяются протоколы SIP, MGCP, H.248, LDAP, HTTP, CPL и XML. Совместное использование ФО AS-F и MGC-F обеспечивает поддержку составных услуг, таких как сетевые записанные объявления, трехсторонняя связь, уведомление о поступлении нового вызова и т.д. В ситуациях, когда AS-F и MGC-F реализованы в одной системе, вместо подключения AS-F к MGC-F по одному из вышеуказанных протоколов производители часто используют API типа JAIN или Parlay. При такой организации AS-F называют сервером дополнительных услуг (Feature Server).

Слайд 35

ФО управления услугами SC-F(Service Control Function) и ФО медиашлюза MG-F (Media Gateway Function) Существует, когда AS-F управляет логикой услуг. SC-F использует протоколы INAP, CAP и MAP, а также открытые API типа JAIN и Parlay. MG-F обеспечивает сопряжение IP-сети с портом доступа, соединительной линией либо с совокупностью портов и/или соединительных линий, т.е. служит шлюзом между пакетной сетью и внешними сетями с коммутацией каналов, такими как ТфОП, СПС или ATM. Его основная роль состоит в преобразовании пользовательской информации из одного формата в другой, чаще всего – из канального вида в пакетный и обратно, из ячеек ATM в пакеты IP и обратно. MG-F имеет следующие характеристики:

Слайд 36

Характеристики MG-F всегда состоит в отношениях "ведущий/ведомый " с MGC-F, используя протокол управления MGCP или MEGACO/H.248; может выполнять функции обработки пользовательской информации, такие как кодирование, пакетирование, компенсацию эха, управление буферами, устранения джиттера, корректирующие действия при потерях пакетов и др.; может выполнять функции обслуживания пользовательских соединений, такие как генерирование акустических сигналов, генерирование сигналов DTMF, генерирование комфортного шума и др., а также выполнять анализ цифр на базе таблицы, загружаемой от MGC-F; может выполнять функции сигнализации и обнаружения событий, такие как обнаружение сигналов DTMF, обнаружение состояний отбоя/ответа абонента, детектирование наличия речевых сигналов и др.

Слайд 37

ФО медиасервера MS-F(Media Server Function) Обеспечивает управление обработкой пользовательского пакетного трафика от любых приложений. Функционирует в качестве сервера, обслуживающего запросы от AS-F или MGC-F, касающиеся обработки пользовательской информации в пакетированных потоках мультимедиа. Поддерживает различные кодеки и схемы кодирования, может управляться либо AS-F или MGC-F непосредственно (управление ресурсами), либо косвенно (вызов функции) с использованием протоколов SIP, MGCP и H.248. Может параллельно поддерживать обнаружение набираемых цифр, генерирование и передачу акустических сигналов и записанных сообщений, регистрацию и запись мультимедийных потоков, распознавание речи, речевое воспроизведение текста, микширование для конференц-связи, обработку факсимильных сообщений, определение наличия речевых сигналов и передачу информации о громкости.

Слайд 38

Слайд 40

Softswitch в данном примере выполняет функции MGC-F, R-F и A-F, обрабатывает всю сигнализацию, управляет TG, AG и соответствующим выделением медиаресурсов, а также обеспечивает получение учетной информации. Сервер приложений AS реализует логику услуг. Вызов, который требует дополнительную услугу, либо может быть передан от Softswitch к AS для дальнейшего управления этой услугой, либо сам Softswitch может получать информацию от AS, необходимую для выполнения логики услуги. Сервер приложения AS может сам управлять MS или передать управление им Softswitch. На транспортный шлюз TG поступают потоки пользовательской (речевой) информации со стороны ТфОП, он преобразует эту информацию в пакеты и передает ее по протоколу IP в сеть с маршрутизацией пакетов, причем делает все это под управлением Softswitch.

Слайд 41

Шлюз доступа AG служит интерфейсом между IP-сетью и проводной или беспроводной сетью доступа, передает сигнальную информацию к Softswitch, преобразует пользовательскую информацию и передает ее либо к другому порту этой же IP-сети, либо в другую сеть с коммутацией пакетов, либо к TG для последующей передачи в сеть с коммутацией каналов. Функциональным объектом MG-F в составе AG также управляет Softswitch. Сигнальный шлюз SG обеспечивает доставку сигнальной информации, поступающей со стороны ТфОП, а также перенос сигнальной информации в обратном направлении.

Слайд 42

Пример сети доступа на базе протокола V5 и ISDN

Слайд 43

Пример сети доступа на базе протокола V5 и ISDN Шлюз доступа AG обменивается сигнальной информацией V5 или ISDN с сетью доступа и является окончанием физического соединения, по которому переносится сигнальная информация V5 или ISDN. Затем он передает эту информацию по IP-сети к Softswitch с помощью протоколов сигнализации SIGTRAN (V5UA или IUA). Речевую информацию AG преобразует в пакетную форму и пересылает ее в виде пакетов устройству, преобразующему пакетированную речь обратно в TDM-форму и затем передающему ее в сеть ТфОП.

Слайд 44

Архитектура NGN с IAD и DSLAM

Слайд 45

Архитектура NGN с IAD и DSLAM Обычные аналоговые телефоны и любые устройства локальной сети Ethernet подключаются к устройству интегрированного доступа IAD абонента, которое обрабатывает и передает абонентскую сигнальную информацию по IP-сети или через мультиплексор доступа DSLAM к Softswitch. IAD оцифровывает речевую информацию, пакетирует и переносит в виде пакетов RPT по IP-сети.

Слайд 46

Слайд 47

Softswitch должен осуществлять: Управление обслуживанием вызовов, т.е. установлением и разрушением соединений Обработку всех видов сигнализации, используемых в его домене; Хранение и управление абонентскими данными пользователей, подключаемых к его домену непосредственно или через оборудование шлюзов доступа; Взаимодействие с серверами приложений для оказания расширенного списка услуг пользователям сети.

Слайд 48

Типы сигнализации Softswitch Сигнализация для управления соединениями; Сигнализация для взаимодействия различных Softswitch между собой; Сигнализация для управления транспортными шлюзами.

Слайд 50

Взаимодействие Softswitch с остальным оборудованием

Слайд 53

Взаимодействие Softswitch и ОКС7 Концепция SIGTRAN нацелена на надежный перенос сигнальной информации ОКС7 через IP-сеть. Для этого Softswitch взаимодействует с рядом шлюзов MG, расположенных поблизости от источников и приемников информации в ТфОП (на границах IP-сети). Взаимодействие обычно обеспечивается при наличии по крайней мере двух сигнальных шлюзов SG, в которые включены сигнальные звенья ОКС7.

Слайд 54

Взаимодействие Softswitch и ОКС7

Слайд 55

Оборудование Softswitch в качестве транзитной станции В зоновых сетях связи, в которых имеется сегмент транспортной сети на базе технологии коммутации пакетов, оборудование Softswitch может использоваться для обеспечения транзита внутризонового трафика в пределах телефонной зоны или для транзита голосового трафика в местной сети связи. При внедрении технологии Softswitch обеспечивается повышение эффективности использования существующей транспортной сети с коммутацией пакетов за счет организации передачи по ней голосового трафика.

Слайд 56

Оборудование Softswitch в качестве транзитной станции Внедрение технологии Softswitch и технологии пакетной коммутации позволяет параллельно существующей инфраструктуре с коммутацией каналов создать сегмент телефонной сети на базе коммутации пакетов. Вначале этот сегмент может использоваться, например, для пропуска пиковой нагрузки или для организации резервных маршрутов.

Слайд 57

Оборудование Softswitch в качестве транзитной станции Также это позволяет отказаться от использования устаревших транзитных станций коммутации и заменить их коммутацией пакетов. При строительстве новых станций коммутации передача транзитной нагрузки между ними также может осуществляться по сети с коммутацией пакетов.

Слайд 58

Оборудование Softswitch в качестве транзитной станции К основным преимуществам внедрения технологий пакетной коммутации и технологии Softswitch для организации телефонной нагрузки следует отнести создание сетевой инфраструктуры, которая может стать основой для организации распределенной станции коммутации и платформы для предоставления дополнительных услуг, в том числе для пользователей, подключенных к сети связи по IP. При использовании Softswitch возможно уменьшение числа пунктов сигнализации, включая транзитные пункты, в сети ОКС №7.

Слайд 59

Оборудование Softswitch в качестве распределенной оконечной станции коммутации Оборудование Softswitch может использоваться для подключения сетей абонентского доступа или оконечного (пользовательского) оборудования. Как правило, обеспечивается возможность подключения аналоговых телефонов, ISDN-телефонов, SIP/H.323-телефонов. Оборудование Softswitch большинства производителей позволяет обеспечить подключение по интерфейсу V5.

Слайд 60

Оборудование Softswitch в качестве распределенной оконечной станции коммутации Функции по управлению вызовом – прием и обработка сигнальной информации, ведение учета стоимости, сбора статистики — обеспечиваются со стороны контроллера управления шлюзами. Функции по коммутации пользовательских соединений обеспечиваются со стороны шлюзов доступа или со стороны оборудования IP-концентраторов в случае SIP/H.323-телефонов. Оконечные станции коммутации местной сети могут быть заменены оптическими сетями доступа, что дает возможность развивать услуги на базе IP.

Предварительный просмотр:

Подписи к слайдам:

Предварительный просмотр:

Подписи к слайдам:

Слайд 1

NGN – сети следующего поколения Раздел 3. Программный коммутатор Softswitch

Слайд 2

MGC – контроллер шлюзов SoftX3000 Фирма Huawei Макс емкость около 40 000 абонентов 1 активный, 2-ой находится в горячем резерве БД одного полностью синхронизируется с БД другого

Слайд 4

Маршрутизаторы SSW соединяется к Метросети 1 активный 2-ой – в горячем резерве

Слайд 6

Медиасервер Media Server 2010 фирма Nortel Находится вся медиа информация, предоставляемая абоненту Например информация о недоступности клиента

Слайд 8

Application servers sstk – связь со сторонними подключениями ( с другими SSW: broadworks в ДКП и т.д. ) по протоколу sip-t pds – сервер хранения данных (временно хранит служебную информацию для оборудования)

Слайд 10

Nortel Signaling Server Стыковка сообщений сигнализации Call агента (сообщений ОКС7)

Предварительный просмотр:

Подписи к слайдам:

Слайд 1

NGN – сети следующего поколения Раздел 3. Программный коммутатор Softswitch

Слайд 3

Сервер приложений Фирма Sun Microsystems В будущем сервер приложений Пока: СМТ – сбор аварий со всего оборудования СВМ - биллинг

Слайд 5

Шлюзовое оборудование Состоит из Umux , переводящего Е1 в STM-1 потоки и Multiservice switch Максимальная емкость 126Е1 Универсальный (транкинговый) шлюз

Предварительный просмотр:

Подписи к слайдам:

Слайд 1

NGN – сети следующего поколения Раздел 4. Протоколы сетей NGN

Слайд 2

П ротоколы сетей NGN Базовые протоколы стека TCP / IP Сигнальные протоколы Транспортные протоколы RTP / RTCP Протоколы информационных служб и управления Протоколы маршрутизации и управления Протоколы сжатия аудиоинформации

Слайд 3

Базовые протоколы стека TCP / IP Протоколы Интернет можно использовать для передачи сообщений через любой набор объединенных между собой сетей. Они в равной мере пригодны для связи как в локальных, так и в глобальных сетях. Комплект протоколов Интернет включает в себя не только спецификации низших уровней (например, TCP и IP), но также спецификации для таких общих применений, как почта (SMTP), приложения гипертекстовых терминалов (HTTP) и передача файлов (FTP).

Слайд 4

Стек TCP/IP включает следующие протоколы: IP/IPv6 - Internet Protocol. TCP - Transmission Control Protocol. UDP - User Datagram Protocol. Канальный уровень ARP/RARP - Address Resolution Protocol/Reverse Address. Протоколы туннелирования ATMP - Ascend Tunnel Management Protocol. L2F - Layer 2 Forwarding Protocol. L2TP - Layer 2 Tunneling Protocol. PPTP - Point-to-Point Tunneling Protocol.

Слайд 5

Стек TCP/IP включает следующие протоколы: Сетевой уровень DHCP/ DHCPv6 - Dynamic Host Configuration Protocol. DVMRP - Distance Vector Multicast Routing Protocol. ICMP/ICMPv6 - Internet Control Message Protocol. IGMP - Internet Group Management Protocol. MARS - Multicast Address Resolution Server. PIM - Protocol Independent Mulyicast. RIP - Routing Information Protocol. RIP2 - Routing Information Protocol II. RIPng for IPv6. RSVP - Resource ReSerVation setup Protocol.

Слайд 6

Стек TCP/IP включает следующие протоколы: Безопасность AH - Authentication Header. ESP - Encapsulating Security Payload. Маршрутизация BGP-4 - Border Gateway Protocol. EGP - Exterior Gateway Protocol. EIGRP - Enhanced Interior Gateway Routing Protocol. GRE - Generic Routing Encapsulation. HSRP - Cisco Hot Standby Router Protocol. IGRP - Interior Gateway Routing. NARP - NBMA Address Resolution Protocol NHRP - Next Hop Resolution Protocol. OSPF - Open Shortest Path First.

Слайд 7

Стек TCP/IP включает следующие протоколы: Транспортный уровень Mobile IP. Van Jacobson - compressed TCP. XOT - X.25 over TCP. VoIP MGCP - Media Gateway Control Protocol. SGCP - Simple Gateway Control Protocol. Сеансовый уровень DNS - Domain Name Service. NetBIOS/IP.

Слайд 8

Стек TCP/IP включает следующие протоколы: Прикладной уровень FTP - File Transfer Protocol. TFTP - Trivial File Transfer Protocol. HTTP - Hypertext Transfer Protocol. S-HTTP - Secure Hypertext Transfer Protocol. IMAP4 - Internet Message Access Protocol rev 4. NTP - Network Time Protocol. POP3 - Post Office Protocol version 3. Radius. RTSP - Real-time Streaming Protocol. SMTP - Simple Mail Transfer Protocol. SNMP - Simple Network Management Protocol. TACACS+ - Terminal Access Controller Access Control System. TELNET.

Слайд 10

Протокол IP Маршрутизация по протоколу IP ( Internet Protocol ) определяет формат, адресацию и характер перемещения дейтаграмм IP через объединенные сети (по одной пересылке за раз). В начале следования дейтаграмм весь их маршрут не известен. Вместо этого на каждом промежуточном узле вычисляется следующий пункт назначения путем сопоставления адреса пункта назначения, содержащегося в дейтаграмме, с записью данных в маршрутной таблице текущего узла.

Слайд 11

Протокол IP Участие каждого узла в процессе маршрутизации заключается в продвижении пакетов, базирующемся лишь на внутренней информации, вне зависимости от того, насколько успешным будет процесс, и того, достигнет или нет пакет конечного пункта назначения. IP не обеспечивает отправку на узел- источник сообщений о неисправностях, когда имеют место аномалии маршрутизации. Выполнение этой задачи предоставлено другому протоколу Интернет, а именно протоколу управляющих сообщений Интернет ( Internet Control Message Protocol - ICMP ).

Слайд 13

Основные причины перехода на IPv6 нехватка адресного пространства недостаточная масштабируемость процедуры маршрутизации – основы IP -сетей быстрый рост сети вызывает перегрузку маршрутизаторов, которые уже сегодня вынуждены поддерживать таблицы маршрутизации с десятками и сотнями тысяч записей, а также решать проблемы фрагментации пакетов 32-битное поле обеспечивает лишь 4.294.967.296 уникальных IP-адресов, часть из которых зарезервирована под служебные нужды, так что приведенная цифра еще и слегка завышена

Слайд 14

Факты об IPv6 Широко распространенное заблуждение гласит, что IPv6 представляет собой слегка доработанную версию IPv4. Но он возник не вчера и даже не позавчера. Еще в начале 1990 года в RFC 1750 появилось первое упоминание о грядущей нехватке IP-адресов, которое дало толчок к рассуждениям и поискам новых решений. Для решения подобных проблем в 1993-1994 годах комитет IETF сформировал рабочую группу «IPng Area» (IP Next Generation). К концу 2000 года протокол IPv6 достаточно «созрел» и оброс большим количеством спецификаций, «ядро» которых состоит из следующих документов: RFC 2460 — базовое описание протокола, RFC 4291 — система адресации узлов, RFC 2461 и RFC 4311 — поиск соседних узлов (Neighbor Discovery), RFC 4443 — ICMP-версия для IPv6 и т.д.

Слайд 15

Факты об IPv6 Изучив их, с удивлением обнаружим, что IPv6 фактически представляет собой смесь идей, почерпнутых из протоколов ISO CLNP (также известным под кодовым именем TUBA), IPv7 (он же TP/IX, описан в RFC 1475) и гибрида SIPP (описан в RFC 1710). Причем IPv6 архитектурно стоит гораздо ближе к ISO CLNP, чем к своему «прародителю» IPv4. Факт первого коммерческого использования протокола IPv6 относится к 20 июля 2004 года, когда ICANN добавил IPv6 AAAA-записи для Японии (.jp) и Кореи (.kr), сделав их видимыми для всего мира. А чуть позже в этот список попала и Франция (.fr).

Слайд 16

05.05.17 Сабина Турсунова

Слайд 17

Достоинства и недостатки IPv6 IPv6 использует 128-битную адресацию, что дает нам порядка 3 в степени 1038 уникальных адресов. Это число настолько велико, что даже если каждый атом земного шара подключится к интернету, в его распоряжение может быть выделено, по меньшей мере, семь IP-адресов! Другими словами, адресный голод закончится раз и навсегда. Еще одно преимущество заключается в том, что при переходе с IPv4 на IPv6 протоколы прикладного уровня (TCP/UDP) и использующее их программное обеспечение ничего не «почувствуют», а значит, их не придется переписывать. Во всяком случае, так утверждает реклама.

Слайд 18

Достоинства и недостатки IPv6 В IPv6 полностью изменился формат записи IP-адресов - теперь они записываются в виде девяти групп из четырех шестнадцатеричных цифр, разделенных знаком двоеточия. В результате типичный IPv6-адрес выглядит как «2001:0DB8:85A3:08D3:1319:8A2E:0370:7334». Попробуйте ввести такой с клавиатуры! Может ведь возникнуть потребность связаться с web-сервером, не имеющим доменного имени. Тогда мы должны будем ввести в адресную строку браузера следующую абракадабру: «http://[2001:0DB8:85A3:08D3:1319:8A2E:0370:7344]:8080/», заключив IPv6-адрес в квадратные скобки, за которыми (при необходимости) может следовать адрес порта.

Слайд 19

Достоинства и недостатки IPv6 Фрагментация пакетов из IPv6 была исключена во благо маршрутизаторов и брандмауэров. В IPv4 передаваемый пакет при необходимости разбивается на пакеты меньшего размера, передаваемые вперемешку со всеми остальными, причем порядок поступления пакетов может отличаться от порядка их взаимного расположения. То есть чтобы проанализировать пакет на, брандмауэр должен собрать весь пакет целиком, складывая поступающие фрагменты в свой локальный стек и задерживая их поступление по каналу. И только по приходу последнего фрагмента (который вполне может оказаться первым физическим фрагментом пакета, несущим в себе заголовок с адресом отправителя и получателя) решить, пропускать его или нет. При этом накопившиеся в стеке фрагменты выплевываются всем скопом, и в сети возникает перегрузка, а сам брандмауэр требует значительного размера оперативной памяти. И большинство IPv4-атак было основано именно на ошибках реализации ассемблера/дизассемблера пакетов (сборщика/разборщика).

Слайд 20

Достоинства и недостатки IPv6 В IPv6 фрагментации уже нет, и максимальный размер пакета составляет 65535 байта, что существенно превышает величину, поддерживаемую большинством маршрутизаторов. Поэтому узел-отправитель должен самостоятельно определить величину MTU (Maximum Transmission Unit – максимальный передаваемый блок), руководствуясь алгоритмом, описанным в RFC 1191, и разбить IPv6 пакет на заданное количество фрагментов, оформив каждый из них как самостоятельный IPv6-пакет. Нагрузка с марштутизаторов теперь перенесена на узлы-отправители, требования к мощности которых существенно возросли (особенно на быстрых каналах).

Слайд 21

Достоинства и недостатки IPv6 Опция необязательных подключаемых заголовков (concatenated headers), содержащих различную служебную информацию. В настоящее время поддерживается шесть типов дополнительных заголовков, одним из которых является заголовок фрагментации, содержащей идентификатор дейтаграммы, номер фрагмента и бит, указывающий, является ли данный фрагмент последним. Выходит, что в IPv6 фрагментация все-таки есть, правда, в отличие от IPv4, фрагментировать пакеты может только узел-отправитель, а не промежуточные марштутизаторы. Кстати говоря, посылка фрагментированного IPv6 пакета позволяла захватить контроль над OpenBSD (свободная многоплатформенная операционная система), и это была вторая крупная дыра, обнаруженная 13 марта 2007 года, что доказывает сырость реализации IPv6.

Слайд 22

Заголовки IPv6 Заголовок Routing – содержит информацию о маршруте, выбранном отправителем дейтаграммы. Заголовок Fragmentation – содержит информацию о фрагментации дейтаграммы и обрабатывается только конечными узлами сети. Заголовок Authenticatition – необходим для проверки подлинности отправителя дейтаграммы. Заголовок Encapsulation – для обеспечения конфиденциальности данных путем шифрования. Заголовок Hop - by - Hop Options – специальные параметры обработки пакетов. Заголовок Destination Options – дополнительные параметры для узла назначения

Слайд 23

Достоинства и недостатки IPv6 IPv6 способен поддерживать пакеты сверхбольшого размера (jumbograms) вплоть до 4 Гбайт, что очень полезно для суперкомпьютеров, обрабатывающих не только 64-килобайтные данные. На первый взгляд, jumbogram'ы создают серьезную проблему. Ведь если какой-то зловредный пользователь отправит 4-гигабайтный IPv6-пакет в медленную сеть, то остальные пакеты надолго застрянут в очереди. На самом деле, этого не произойдет, поскольку максимально допустимый размер пакета определяется промежуточными марштутизаторами и очень часто составляет 576 байт, так что ни о каких «заторах» сети не может быть и речи. В IPv6 (как и в IPv4) имеется специальное поле, определяющее срочность доставки пакета, что очень полезно при работе с потоковым аудио/видео. Однако большинство реализаций IPv4 обрабатывают все пакеты на равных основаниях, что затрудняет работу программ, нуждающихся в передаче данных в реальном времени.

Слайд 24

Переход на IPv6 Для обеспечения обратной совместимости большинство узлов, поддерживающих IPv6, также поддерживают и IPv4. Данная технология получила название «двойного стека» (dual stack) и описана она в RFC 4213. Ее достоинство в том, что сервер, оснащенный двойным стеком, может обслуживать как IPv6-, так и IPv4-клиентов. Правда, с одной небольшой оговоркой. Старшие разряды IPv6-адреса заполняются нулями, и мы получаем обыкновенный 32-битный IPv4-адрес (про дефицит которых уже говорилось выше), только записанный в IPv6-нотации. К «полноценному» IPv6-адресу IPv4-клиент подключиться не сможет.

Слайд 25

Переход на IPv6 Поскольку IPv4 в ближайшие несколько лет умирать не собирается, IPv6-маршрутизатор вынужден поддерживать технологию двойного стека, что предъявляет повышенные требования к ресурсам и увеличивает сложность реализации (а значит, и вероятность возникновения ошибок). Теоретически, можно выключить стек IPv4, создав «чистый» IPv6-узел для общения с себе подобными, но в существующих операционных системах это сделать очень непросто, а потому «чистых» IPv6-узлов в природе не наблюдается. И это несмотря на то, что количество «гибридных» стеков неуклонно растет, поскольку в последних версиях BSD, Linux, Mac OS X и Windows стек IPv6 автоматически включается инсталлятором по умолчанию.

Слайд 26

Вот только если между двумя IPv6-узлами окажется расположен хотя бы один IPv4-маршрутизатор, то «соединяться» им придется либо по технологии двойного стека, либо использовать тоннели IPv6-over-IPv4. Таких тоннелей много, но принцип действия у них один. IPv6-пакет укладывается в IPv4, передаваемый обычным путем, а получатель проделывает обратную операцию.

Слайд 27

Но как мы сможем отправить IPv4-пакет узлу, имеющему только IPv6-адрес? Единственный выход заключается в установке специального сервера, устроенного наподобие Proxy. Отправитель берет IPv6-пакет, кладет его внутрь IPv4-пакета, отправляет одному из глобальных proxy-серверов с двойным IPv6/IPv4-стеком. Сервер извлекает IPv6-пакет, смотрит на адрес получателя и передает его следующему рroxy-серверу, соединенному с получателем только IPv6/IPv4-марштутизаторами. Естественно, таких рroxy-серверов должно быть много (в противном случае они просто лягут под нагрузкой).

Слайд 28

Куда девался IPv5 Сначала у нас был IPv4, теперь все готовятся к неизбежному переходу на IPv6. А куда же подевался IPv5? Действительно, несправедливо делать вид, будто бы такого протокола и вовсе не существует. Известный под именем Streams 2 (ST2) и описанный в RFC 1819, он работает на том же уровне, что и IPv4, и используется (пусть и не очень широко) в приложениях реального времени.

Слайд 29

Ключевые особенности протокола IPv6 Расширенные возможности адресации; Упрощенный формат заголовка; Изъятие из заголовка поля контрольной суммы; Поддержка дополнительных заголовков; Усиленные механизмы аутентификации; Уменьшение размеров таблиц маршрутизации; Возможность смены положения узла с сохранением его адреса.

Слайд 30

Протокол ICMP ICMP выполняет ряд задач в пределах объединенной сети IP . В дополнение к основной задаче, для выполнения которой он был создан (сообщение источнику об отказах маршрутизации), ICMP обеспечивает также: метод проверки способности узлов образовывать в объединенной сети повторное эхо (сообщения Echo и Reply ICMP); метод стимулирования более эффективной маршрутизации (сообщение Redirect ICMP - переадресация ICMP); метод информирования источника о том, что какая-то дейтаграмма превысила назначенное ей время существования в пределах данной объединенной сети [ICMP-сообщение Time Exceeded (время превышено)]; метод передачи прочих полезных сообщений.

Слайд 31

Протокол TCP Transmission Control Protocol ( TCP ) обеспечивает полностью гарантированные, с подтверждением и управлением потоком данных, услуги доставки для протоколов высших уровней. Он перемешает данные в непрерывном неструктурированном потоке, в котором байты идентифицируются по номерам последовательностей. TCP может также поддерживать многочисленные одновременные диалоги высших уровней.

Слайд 32

Заголовок ТСР

Слайд 33

Протокол UDP Протокол UDP намного проще, чем TCP . Он полезен в ситуациях, когда мощные механизмы обеспечения надежности протокола TCP не обязательны. Заголовок UDP имеет всего четыре поля: поле порта источника ( source port ), поле порта пункта назначения ( destination port ), поле длины ( length ) и поле контрольной суммы UDP ( checksum UDP ). Поля порта источника и порта назначения выполняют те же функции, что и в заголовке TCP , Поле длины обозначает длину заголовка UDP и данных; поле контрольной суммы обеспечивает проверку целостности пакета. Контрольная сумма UDP является факультативной возможностью.

Слайд 35

Слайд 36

Протокол Н.323 Для построения сетей IP-телефонии первой стала рекомендация H.323 МСЭ-Т, которая является также первой спецификацией систем мультимедийной связи для работы в сетях с коммутацией пакетов, не обеспечивающих гарантированное качество обслуживания. Сети, построенные на базе протоколов H.323, ориентированы на интеграцию с телефонными сетями и могут рассматриваться как сети ISDN , наложенные на сети передачи данных.

Слайд 37

Протокол Н.323 В частности, процедура установления соединения в таких сетях IP-телефонии базируется на рекомендации МСЭ-Т Q.931 и практически идентична той же процедуре в сетях ISDN . При этом рекомендация H.323 предусматривает применение разнообразных алгоритмов сжатия речевой информации, что позволяет использовать полосу пропускания ресурсов передачи гораздо более эффективно, чем в сетях с коммутацией каналов.

Слайд 38

Структура сети Н.323

Слайд 39

Структура сети Н.323 В отличие от устройств ТфОП, устройства Н.323 не имеют жестко закрепленного места в сети, а подключаются к любой точке IP-сети. Однако при этом сеть Н.323 разбивается на зоны, а каждой зоной управляет привратник. Терминал H.323 – оконечное устройство сети IP-телефонии, обеспечивающее 2-стороннюю речевую или мультимедийную связь с другим терминалом, шлюзом или устройством управления конференциями.

Слайд 40

Структура сети Н.323 Шлюз - соединяющий мост между ТфОП и IP. Основная функция шлюза — преобразование речевой (мультимедийной) информации, поступающей со стороны ТФОП с постоянной скоростью, в вид, пригодный для передачи по IP-сетям, т. е. кодирование информации, подавление пауз в разговоре, упаковка информации в пакеты RTP/UDP/IP, а также обратное преобразование. Кроме того, шлюз должен преобразовывать аналоговую абонентскую сигнализацию, сигнализацию по 2ВСК и сообщения систем сигнализации DSS1 и OKC7 в сигнальные сообщения Н.323. При отсутствии в сети привратника должна быть реализована еще одна функция шлюза: преобразование номера ТфОП в транспортный адрес IP-сети. Привратник выполняет функции управления зоной сети IP-телефонии, в которую входят терминалы и шлюзы, зарегистрированные у данного привратника. Разные участки зоны сети H.323 могут быть территориально разнесены, но соединяться друг с другом через маршрутизаторы

Слайд 41

Зоновая архитектура сети H.323

Слайд 42

Функции привратника преобразование alias-адреса (имени абонента, телефонного номера, адреса электронной почты и др.) в транспортный адрес сетей с маршрутизацией пакетов IP (IP-адрес и номер порта RTP); контроль доступа пользователей системы к услугам IP-телефонии при помощи сигнализации RAS (Registration, Admission and Status); контроль, управление и резервирование пропускной способности сети; маршрутизация сигнальных сообщений между терминалами, расположенными в одной зоне. обеспечивает для пользователя возможность получить доступ к услугам любого терминала в любом месте сети и способность сети идентифицировать пользователей при их перемещении из одного места в другое.

Слайд 43

Терминал H .323 Терминал H .323 – оконечное устройство сети IP -телефонии, обеспечивающее двухстороннюю речевую или мультимедийную связь с другим терминалом, шлюзом или устройством управления конференциями.

Слайд 45

Пользовательский интерфейс управления системой дает пользователю возможность создавать и принимать вызовы, а также конфигурировать систему и контролировать ее работу. Модуль управления поддерживает три вида сигнализации: H .225, H .245 и RAS . О беспечивает регистрацию терминала у привратника, установление и завершение соединения, обмен информацией, необходимой для открытия разговорных каналов, предоставление дополнительных услуг и техобслуживание. Телематические приложения обеспечивают передачу пользовательских данных, неподвижных изображений и файлов, доступ к базам данных и т.п. Стандартным протоколом для поддержки таких приложений является протокол Т.120. Модуль Н.225.0 отвечает за преобразование видеоинформации, речи, данных и сигнальной информации в вид, пригодный для передачи по сетям с маршрутизацией пакетов IP , и за обратное преобразование. Кроме того, функциями модуля являются разбиение информации на логические кадры, нумерация последовательно передаваемых кадров, выявление и коррекция ошибок. Сетевой интерфейс обеспечивает гарантированную передачу управляющих сооьщений Н.245, сигнальных сообщений Н.225.0 ( Q .931) и пользовательских данных при помощи протокола TCP и негарантированную передачу речевой и видеоинформации, а также сообщений RAS , при помощи протокола UDP . Блок синхронизации вносит задержку на приемной стороне с целью обеспечить синхронизацию источника информации с ее приемником, согласование речевых и видеоканалов или сглаживание вариации задержки информации.

Слайд 46

Возможные конфигурации шлюза

Слайд 47

Платформа и услуги шлюза IP -телефонии

Слайд 48

Устройство управления конференциями Предусмотрено 3 вида конференций: централизованная конференция – оконечные устройства соединяются в режиме точка-точка с устройством управления конференциями ( MCU ), контролирующим процесс создания и завершения конференций, а также обрабатывающим потоки пользовательской информации. децентрализованная – каждый ее участник соединяется с остальными участниками в режиме точка – группа точек, и оконечные устройства сами обрабатывают (переключают или смешивают) потоки информации, поступающие от других участников конференции. смешанная конференция – комбинация двух предыдущих видов.

Слайд 49

Виды конференции в сети Н.323

Слайд 50

Протокол SIP Вторым вариантом построения сетей стал протокол SIP, разработанный комитетом IETF (Internet Engineering Task Force); спецификации протокола представлены в документе RFC 2543 Протокол инициирования сеансов – Session Initiation Protocol (SIP) – является протоколом прикладного уровня и предназначается для организации, модификации и завершения сеансов связи: мультимедийных конференций, телефонных соединений и распределения мультимедийной информации

Слайд 51

Принципы протокола SIP персональная мобильность пользователей. Пользователю присваивается уникальный идентификатор, а сеть предоставляет ему услуги связи вне зависимости от того, где он находится; масштабируемость сети (характеризуется в первую очередь возможностью увеличения количества элементов сети при ее расширении); расширяемость протокола характеризуется возможностью дополнения протокола новыми функциями при введении новых услуг и его адаптации к работе с различными приложениями.

Слайд 52

Протокол SIP Протокол SIP может быть использован совместно с протоколом H.323. Возможно также взаимодействие протокола SIP с системами сигнализации ТфОП – DSS1 и ОКС7. Одной из важнейших особенностей протокола SIP является его независимость от транспортных технологий. В качестве транспорта могут применяться протоколы Х.25, Frame Relay, AAL5, IPX и др. Структура сообщений SIP не зависит от выбранной транспортной технологии. Но в то же время предпочтение отдается технологии маршрутизации пакетов IP и протоколу UDP.

Слайд 53

Пример построения SIP-сети

Слайд 54

Основные элементы сети SIP Агент пользователя (User Agent или SIP client) является приложением терминального оборудования и включает в себя две составляющие: клиент агента пользователя (User Agent Client – UAC) инициирует SIP-запросы, т.е. выступает в качестве вызывающей стороны. сервер агента пользователя (User Agent Server – UAS принимает запросы и отвечает на них, т.е. выступает в качестве вызываемой стороны. Запросы могут передаваться не прямо адресату, а на некоторый промежуточный узел (прокси-сервер и сервер переадресации).

Слайд 55

Основные элементы сети SIP Прокси-сервер (proxy server) принимает запросы, обрабатывает их и отправляет дальше на следующий сервер, который может быть как другим прокси-сервером, так и последним UAS. Таким образом, прокси-сервер принимает и отправляет запросы и клиента, и сервера. Приняв запрос от UAC, прокси-сервер действует от имени этого UAC; Сервер переадресации (redirect server) передает клиенту в ответе на запрос адрес следующего сервера или клиента, с которым первый клиент связывается затем непосредственно. Он не может инициировать собственные запросы. Адрес сообщается первому клиенту в поле Contact сообщений SIP. Таким образом, этот сервер просто выполняет функции поиска текущего адреса пользователя.

Слайд 56

Основные элементы сети SIP Сервер местоположения (location server) – база адресов, доступ к которой имеют SIP-серверы, пользующиеся ее услугами для получения информации о возможном местоположении вызываемого пользователя. Приняв запрос, сервер SIP обращается к серверу местоположения, чтобы узнать адрес, по которому можно найти пользователя. В ответ тот сообщает либо список возможных адресов, либо информирует о невозможности найти их.

Слайд 57

Ответы SIP

Слайд 58

Ответы SIP

Слайд 59

Ответы SIP

Слайд 60

Ответы SIP

Предварительный просмотр:

Подписи к слайдам:

Слайд 1

NGN – сети следующего поколения Раздел 4. Протоколы сетей NGN

Слайд 2

Слайд 3

Алгоритмы установления соединения по протоколу SIP Протоколом SIP предусмотрены три основных сценария установления соединения: с участием прокси-сервера, с участием сервера переадресации непосредственно между пользователями. Различие между перечисленными сценариями заключается в том, что по-разному осуществляется поиск и приглашение вызываемого пользователя. В первом случае эти функции возлагает на себя прокси-сервер, а вызывающему пользователю необходимо знать только постоянный SIP -адрес вызываемого пользователя. Во втором случае вызывающая сторона самостоятельно устанавливает соединение, а сервер переадресации лишь реализует преобразование постоянного адреса вызываемого абонента в его текущий адрес. И, наконец, в третьем случае вызывающему пользователю для установления соединения необходимо знать текущий адрес вызываемого пользователя.

Слайд 4

Установление соединения с участием сервера переадресации

Слайд 5

Установление соединения с участием прокси-сервера

Слайд 6

Реализация дополнительных услуг на базе протокола SIP Дополнительная услуга «Переключение связи»

Слайд 7

Реализация дополнительных услуг на базе протокола SIP Дополнительная услуга «Переадресация вызова»

Слайд 8

Реализация дополнительных услуг на базе протокола SIP Дополнительная услуга «Уведомление о вызове во время связи»

Слайд 9

Протокол MGCP Рабочая группа MEGACO комитета IETF разработала протокол управления шлюзами – Media Gateway Control Protocol (MGCP). При разработке протокола управления шлюзами рабочая группа MEGACO опиралась на принцип декомпозиции, согласно которому шлюз разбивается на отдельные функциональные блоки: транспортный шлюз – Media Gateway, который выполняет функции преобразования речевой информации, поступающей со стороны ТфОП с постоянной скоростью, в вид, пригодный для передачи по сетям с маршрутизацией пакетов IP: кодирование и упаковку речевой информации в пакеты RTP/UDP/IP, а также обратное преобразование; устройство управления – Call Agent, выполняющее функции управления шлюзом; шлюз сигнализации – Signaling Gateway, который обеспечивает доставку сигнальной информации, поступающей со стороны ТфОП, к устройству управления шлюзом и перенос сигнальной информации в обратном направлении.

Слайд 10

Архитектура сети, базирующейся на протоколе MGCP

Слайд 11

Классификация транспортных шлюзов (Media Gateways): Trunking Gateway – шлюз между ТфОП и сетью с маршрутизацией пакетов IP, ориентированный на подключение к телефонной сети посредством большого количества цифровых трактов (от 10 до нескольких тысяч) с использованием системы сигнализации ОКС 7; Voice over ATM Gateway – шлюз между ТфОП и АТМ-сетью, который также подключается к телефонной сети посредством большого количества цифровых трактов (от 10 до нескольких тысяч); Residential Gateway – шлюз, подключающий к IP-сети аналоговые, кабельные модемы, линии xDSL и широкополосные устройства беспроводного доступа;

Слайд 12

Классификация транспортных шлюзов (Media Gateways): Access Gateway – шлюз для подключения к сети IP-телефонии небольшой учрежденческой АТС через аналоговый или цифровой интерфейс; Business Gateway – шлюз с цифровым интерфейсом для подключения к сети с маршрутизацией IP-пакетов учрежденческой АТС при использовании, например, системы сигнализации DSS1; Network Access Server – сервер доступа к IP-сети для передачи данных; Circuit switch или packet switch – коммутационные устройства с интерфейсом для управления от внешнего устройства.

Слайд 13

Протокол MEGACO/H.248 Спецификации адаптированного протокола приведены в рекомендации ITU-T H.248. Для переноса сигнальных сообщений MEGACO/ H.248 могут использоваться протоколы UDP, TCP, SCTP или транспортная технология ATM. Поддержка для этих целей протокола UDP – одно из обязательных требований к контроллеру шлюзов. Протокол TCP должен поддерживаться и контроллером, и транспортным шлюзом, а поддержка протокола SCTP, так же как и технологии ATM, является необязательной. Протокол MEGACO оперирует с двумя логическими объектами внутри транспортного шлюза: порт (termination) и контекст (context), которыми может управлять контроллер шлюза. Порты являются источниками и приемниками речевой информации. Определено два вида портов: физические и виртуальные.

Слайд 14

Физические порты , существующие постоянно с момента конфигурации шлюза, — это аналоговые телефонные интерфейсы оборудования, поддерживающие одно телефонное соединение, или цифровые каналы, также поддерживающие одно телефонное соединение и сгруппированные по принципу временного разделения каналов в тракт Е1. Виртуальные порты , существующие только в течение разговорной сессии, являются портами со стороны IP-сети (RTP-порты), через которые ведутся передача и прием пакетов RTP.

Слайд 15

Контекст отображение связи между несколькими портами, то есть абстрактное представление соединения двух или более портов одного шлюза. В любой момент времени порт может относиться только к одному контексту, который имеет свой уникальный идентификатор. Существует особый вид контекста – нулевой. Все порты, входящие в нулевой контекст, не связаны ни между собой, ни с другими портами. Например, абстрактным представлением свободного (не занятого) канала в модели процесса обслуживания вызова является порт в нулевом контексте.

Слайд 16

Примеры модели процесса обслуживания вызова

Слайд 17

Порт имеет уникальный идентификатор (TerminationID), который назначается шлюзом при конфигурации порта. идентификатором порта может служить номер тракта Е1 и номер временного канала внутри тракта. При помощи протокола MEGACO контроллер может изменять свойства портов шлюза. Свойства портов группируются в дескрипторы, которые включаются в команды управления портами.

Слайд 18

Алгоритм установления и разрушения соединения с помощью протокола MEGACO

Слайд 19

Команды протокола MEGACO

Слайд 20

Дескрипторы протокола MEGACO

Слайд 21

Дескрипторы протокола MEGACO ( продолжение )

Слайд 22

Таблица 3.1. Основные протоколы IP-телефонии Характеристики SIP H.323 MGCP MEGACO ISUP Назначение Для IP-коммуникаций Для IP-телефонии Для управления транспортными шлюзами Для сетей с BPK Архитектура Peer-to-Peer Peer-to-Peer Master-Slave Peer-to-Peer Интеллект Рассредоточен по элементам сети В ядре сети В ядре сети В ядре сети Сложность Простой Сложный Простой Сложный Масштабируемость Высокая Средняя - Средняя Тип данных Речь, данные, видео Речь, данные, видео Управление передачей речи, данных Речь и данные QoS Поддерживается Поддержка диффиринцированного обслуживания Контроль QoS на уровне IP Не требуется Адресация Поддержка IP-адресов и имен доменов, через DNS Поддержка IP-адресов, мультизонная, многодоменовая поддержка через привратник Цифровая адресация терминалов пользователей, поддержка IP-адресов и имен доменов для транспортных шлюзов Статические 05.05.17 Сабина Турсунова

Слайд 23

Протокол BICC Для взаимодействия Softswitch между собой теоретически должен применяться протокол BICC (Bearer Independent Call Control), разработанный МСЭ. И хотя на практике более популярным становится второй протокол – SIP (SIP-T), разработанный IETF, протокол BICC успешно используется до сих пор, например в решениях Ericsson . При разработке данного протокола обязательным требованием являлась поддержка сигнальных сообщений ISUP, поскольку протокол должен был облегчить операторам переход к NGN и обеспечить взаимодействие новой мультисервисной сети с существующими сетями ISDN.

Слайд 24

Протокол BICC Фактически протокол BICC рассматривался как еще одна прикладная подсистема сигнализации ОКС7, обеспечивающая экономичный переход к мультисервисной сети с сохранением большей части сигнального оборудования ISUP сетей с временным разделением каналов TDM. В свое время данный протокол позволил операторам, не желавшим вкладывать инвестиции в дальнейшее развитие TDM-сетей, предоставлять уже существующие услуги ТфОП/ISDN в пакетных сетях, а также поддерживать взаимодействие имеющихся узлов коммутации TDM узлами пакетной сети и взаимодействие узлов коммутации TDM через пакетную сеть.

Слайд 25

Архитектура BICC предусматривает, что вызовы будут входить в сеть и выходить из нее с поддержкой BICC через интерфейсы узлы обслуживания – Interface Serving Nodes (ISN), предоставляющие сигнальные интерфейсы между узкополосной ISUP (сетью ТфОП/ISDN с коммутацией каналов) и одноранговым узлом ISN (находящимся в пакетной сети). Также определены: транзитный узел обслуживания (Transit Serving Node (TSN)) – обеспечивает транзитные возможности в пределах одной сети. Служит для обеспечения возможности предоставления услуги ТфОП/ISDN внутри своей сети; пограничный узел обслуживания (Gateway Serving Node (GSN)) обеспечивает выполнение функций межсетевого шлюза для информации вызова и транспортировки, используя BICC-протокол. Обеспечивает соединение двух областей BICC, принадлежащих двум разным операторам, и это соединение состоит из двух узлов GSN, непосредственно связанных друг с другом.

Слайд 26

Узлы протокола BICC

Слайд 27

Протокол передачи информации управления потоком (SCTP) Обеспечивает транспортировку сообщений сигнализации через сеть IP между двумя оконечными пунктами с избыточностью доставки информации и повышенной степенью надежности. Для этого применяется стандартизованный метод, отличающийся встраиванием в протокол возможностей повышенной надежности доставки в реальном времени информации от нескольких источников по нескольким информационным потокам. Также обеспечивается самоотключение в случае перегрузки соединения Интернет, по которому функционирует этот протокол.

Слайд 28

Протокол передачи информации управления потоком (SCTP) Интерфейс между SCTP и его сигнальными приложениями управляется через адаптационные уровни, которые образуют промежуточный уровень таким образом, чтобы сигнальные протоколы высших уровней конкретной архитектуры стека протоколов не меняли свой интерфейс с транспортной средой и внутренние функциональные возможности, когда начинают использовать SCTP вместо другого транспортного протокола. Поддерживаемая архитектура стека протоколов согласована с архитектурой Интернет без нарушения собственных правил. Для некоторых приложений может быть желательным сохранить на связи с нижележащим уровнем (в данном случае SCTP ) уже существующий интерфейс, для других приложений это не является необходимым.

Слайд 29

Слайд 30

Транспортные протоколы RTP/RTCP Решение проблемы передачи мультимедийного трафика через сеть Интернет, не предоставляющую никаких гарантий по доставке пакетов или их задержке, является нетривиальным. Наиболее доступное место реализации дополнительных функций, связанных с контролем потоков мультимедийного трафика - прикладной уровень. Как правило, алгоритмы повышения достоверности доставки информации строятся на принципах внесения избыточности и перестановки в последовательности информационных сегментов. Протокол реального времени ( Real - Time Transfer Protocol - RTP ) является стандартизацией такого подхода и, в отличие от внутрифирменных протоколов, может работать с приложениями других разработчиков.

Слайд 31

Транспортные протоколы RTP/RTCP Обычно RTP на транспортном уровне использует возможности протокола UDP . Сам протокол RTP не обладает никакими дополнительными функциями по обеспечению качества обслуживания. Протокол RTP функционирует по принципу «из конца в конец», а его пакеты в маршрутизаторах на сетевом уровне обрабатываются таким же образом, как остальные IP -пакеты. Дополнительные возможности могут быть реализованы в оконечных пунктах на базе информации статистики, собранной при помощи протоколов RTP и RTCP ( RTP Control Protocol ).

Слайд 32

Инкапсуляция RTP/UDP/IP

Слайд 33

RTP Для реализации услуг на верхних уровнях используются протоколы поддержки приложений, например для передачи трафика реального времени используется протокол RTP Источником трафика для RTP является речевая или видео-информация Для подготовки этой информации к передаче, она режется кодеками на куски размером 10…30 мс (от 20 до 80 байт) и вкладывается в тело протокола RTP

Слайд 34

RTP- протокол не гарантирует качество предоставления услуг реального времени, но позволяет контролировать следующие показатели качества: значение абсолютной задержки джиттер (колебания пакетов) вероятность потерь пакетов

Слайд 35

Поля протокола RTP

Слайд 36

Поля протокола RTP V (2 бита) - поле версии протокола. Сейчас используется вторая версия протокола. Р (1 бит) - поле заполнения. Сигнализирует о наличии заполнения в конце поля полезной нагрузки. Заполнение применяется, когда приложение требует, чтобы размер полезной нагрузки был кратен 32 битам. Х (1 бит) - поле расширения заголовка. Служит для индикации того, что за основным заголовком будет еще дополнительный заголовок, используемый в экспериментальных расширениях протокола RTP. СС (4 бита) - поле отправителей. Содержит идентификаторы отправителей, чьи данные находятся в теле RTP-пакета. Используется для микширования нескольких RTP-пакетов в один, например для поддержки многоточечных сеансов (конференций) по низкоскоростным каналам

Слайд 37

Поля протокола RTP М (1 бит) - поле маркера. Обычно используется для указания границ потока данных. Например, при передаче речевой информации маркер указывает начало периода активности после периода молчания. РТ (7 битов) - поле типа полезной нагрузки. Идентифицирует тип полезной нагрузки и формат данных, включая сжатие и шифрование (указывает тип кодека – аудио или видео, например – G.711, или G.729) Порядковый номер пакета (Sequence Number, 16 битов). Это поле позволяет реализовать функции контроля вероятности потерь пакетов.

Слайд 38

Поля протокола RTP Временной штамп (Timestamp, 32 бита). Момент времени (в мс), в который был создан первый октет данных полезной нагрузки. Значение определяется по локальным часам отправителя. Это поле позволяет реализовать функции контроля абсолютной и относительной задержки Идентификатор SSRC (Synchronization Source Identifier, 32 бита) – поле идентификатора сеанса (абонента). Случайное число, назначаемое на все время сеанса. Идентификатор CSRC (Contributing Source Identifier, 32 бита) - список полей идентификаторов источников, участвующих в создании RTP-пакета. Используется при поддержке конференций.

Слайд 39

RTCP Доставка RTP-пакетов контролируется специальным протоколом RTCP (Real Time Control Protocol). Основной функцией протокола RTCP является организация обратной связи приемника с отправителем информации для отчета о качестве получаемых данных. Протокол RTCP передает сведения (как от приемника, так и от отправителя) о числе переданных и потерянных пакетов, значении джиттера, задержке и т.д. Спецификация протокола RTP не регламентирует конкретный способ использования указанной статистической информации приложением. Более подробное описание протоколов RTP и RTCP можно найти в RFC-1889.

Слайд 40

Слайд 41

Протоколы информационных служб и управления Информационная база шлюзов ( Gateway Information Base - GIB ) может быть доступна разнообразным объектам в пределах данного административного домена сети. Способ организации доступа к такой информации из других доменов называется « front - end » и представляет собой средство эксплуатации услуг протокола маршрутизации вызовов. К числу протоколов front - end можно отнести следующие протоколы.

Слайд 42

Протокол определения местонахождения услуги (SLP) Протокол определения местонахождения услуги ( Service Location Protocol - SLP ) разработан специально для выполнения функций доступа к услугам и идеален для определения местонахождения серверов, описываемых набором атрибутов. В данном случае сервером является шлюз (или следующее по направлению к шлюзу устройство), а атрибутами - политика оконечного пользователя. Для обращения к шлюзу с конкретным набором атрибутов используется процедура запроса услуги ( Service Query ).

Слайд 43

Протокол открытого урегулирования (OSP) Протокол открытого урегулирования ( Open Settlements Protocol - OSP ) является протоколом типа «клиент-сервер». Позволяет клиенту обратиться к серверу по его телефонному номеру и получить ответ с адресом следующего устройства на маршруте при авторизации маркеров эстафетной передачи ( token ), используемых для данного соединения. В этом случае сервер может являться сервером местонахождения. Для ответа на запросы OSP он использует таблицу маршрутизации, построенную с помощью средств маршрутизации через сеть IP ( TRIP ).

Слайд 44

Протокол упрощенного доступа к директориям (LDAP - Lightweight Directory Access Protocol ) Используется для доступа к распределенным базам данных. Так как сервер местонахождения ( LS ) имеет свою базу данных, LDAP может применяться и для обращения к ней. Пользователь директории баз данных получает доступ к директории через клиента [или агента пользователя директории ( Directory User Agent - DUA )]. Для этого клиент взаимодействует с одним или несколькими серверами [или системными агентами директории - Directory System Agents ( DSA )]. Клиенты взаимодействуют с серверами, используя протокол доступа к директории.

Слайд 45

Протокол упрощенного доступа к директориям (LDAP - Lightweight Directory Access Protocol ) Общая модель, принятая в данном протоколе, представляет собой одного из клиентов, выполняющих функции протокола с помощью серверов. В этой модели клиент передает серверу для исполнения протокольный запрос с описанием операции. После этого сервер отвечает за исполнение необходимых операций в директории. По выполнении операций сервер выдает запрашивавшему клиенту ответ с результатами или сообщениями об ошибках. Хотя серверы обязаны выдавать ответы, когда последние определены в протоколе, требование по синхронизации работы как клиентов, так и серверов отсутствует. Запросы и ответы множества операций могут проходить между клиентом и сервером в любом порядке при условии, что клиент со временем получает ответ на каждый запрос, требующий ответа.

Слайд 46

Слайд 47

Протокол маршрутизации внутреннего шлюза ( I GRP) Главной целью разработки IGRP ( Interior Gateway Routing Protocol ) было обеспечение надежного протокола для выполнения задач маршрутизации в пределах автономной системы ( AS ), имеющей произвольно сложную топологию и включающую в себя средства транспортировки с разнообразными характеристиками ширины полосы пропускания и задержек. Ранее самым популярным протоколом маршрутизации в пределах AS считался протокол информации маршрутизации ( RIP ). Хотя он был вполне пригоден для маршрутизации в пределах относительно однородных объединенных сетей небольшого или среднего масштаба, его ограничения сдерживали рост покрытия сетей. В частности, небольшая допустимая величина числа пересылок (15) RIP ограничивала масштаб объединенной сети и не обеспечивала достаточную гибкость в сложных сетевых конфигурациях.

Слайд 48

IGRP является протоколом, использующим информацию вектора расстояния. Протоколы маршрутизации по вектору расстояния требуют от каждого маршрутизатора отправления через определенные интервалы времени всем соседним маршрутизаторам всей информации своей маршрутной таблицы или ее части в сообщениях о корректировке маршрута. По мере того, как маршрутная информация распространяется по сети, маршрутизаторы получают возможность вычислять расстояния до всех узлов объединенной сети. Протоколы маршрутизации с вектором расстояния часто противопоставляют протоколам маршрутизации с указанием состояния канала, которые отправляют информацию о локальном соединении участков соединений во все узлы объединенной сети.

Слайд 49

IGRP Для обеспечения дополнительной гибкости IGRP разрешает многотрактовую маршрутизацию. Дублированные линии с одинаковой шириной полосы могут пропускать отдельный поток трафика циклическим способом с автоматическим переключением на вторую линию, если первая линия выходит из строя. Несколько трактов могут также использоваться даже в том случае, если характеристики этих трактов различны. Например, если один тракт в три раза лучше другого благодаря тому, что его показатели в три раза выше, то лучший тракт будет использоваться в три раза чаще. Для многотрактовой маршрутизации могут использоваться только маршруты с характеристиками, которые находятся в пределах определенного диапазона показателей наилучшего маршрута.

Слайд 50

Протокол OSPF является протоколом маршрутизации с объявлением состояния о канале ( Link - State ). Это значит, что он требует отправки информации о состоянии канала ( Link - State Advertisement - LSA ) во все маршрутизаторы, которые находятся в пределах одной и той же иерархической области. В объявления LSA протокола OSPF включается информация о подключенных интерфейсах, об использованных ресурсах и других переменных. По мере накопления маршрутизаторами OSPF информации о состоянии канала, они для расчета наикратчайшего пути к каждому узлу получают возможность применить алгоритм «поиска наикратчайшего пути» ( Shortest Path First - SPF ).

Слайд 51

Протокол OSPF В отличие от RIP OSPF может работать в пределах некоторой иерархической системы. Самым крупным объектом этой иерархии является автономная система ( AS ). AS представляет собой набор сетей, которые находятся под единым управлением и совместно используют общую стратегию маршрутизации. OSPF является протоколом маршрутизации внутри AS , хотя он и способен принимать маршруты из других AS и направлять маршруты в другие AS .

Слайд 52

Протокол внешних шлюзов (EGP) Несмотря на то, что EGP ( Exterior Gateway Protocol ) является динамическим протоколом маршрутизации, он использует очень простую схему. Протокол не учитывает показатели характеристик и, следовательно, не может принимать по-настоящему интеллектуальных решений о маршрутизации. Сообщения корректировки маршрутизации EGP содержат информацию о доступности сетей. Другими словами, они указывают, что доступ к определенным сетям организуется через определенные маршрутизаторы. Протокол EGP в настоящее время заменяется другими протоколами, к которым относятся протокол граничных шлюзов ( Border Gateway Protocol - BGP ) и протокол междоменной маршрутизации ( Inter - Domain Routing Protocol - IDRP ).

Слайд 53

Протокол граничных шлюзов (BGP) Border Gateway Protocol - BGP является следствием попытки решить самую серьезную проблему EGP . BGP является протоколом маршрутизации между AS , созданным для применения в сети Интернет. В отличие от EGP BGP предназначен и для обнаружения маршрутных петель. Его можно назвать следующим поколением протокола EGP . Хотя BGP разработан как протокол маршрутизации между AS , он может использоваться для маршрутизации также в пределах одной AS .

Слайд 54

Протокол граничных шлюзов (BGP) Два смежных объекта BGP , сообщающиеся из различных AS , должны находиться в пределах одной и той же физической сети. Маршрутизаторы BGP , находящиеся в пределах одной и той же AS , общаются друг с другом в порядке выработки согласованного представления о конфигурации данной AS и определения того, какой из маршрутизаторов BGP данной AS будет служить в качестве точки соединения при передаче сообщений в конкретные внешние AS или при приеме сообщений.

Слайд 55

Протокол граничных шлюзов (BGP) Некоторые AS являются просто каналами для прохождения через них сетевого трафика. Другими словами, такие AS транспортируют трафик, источник которого не находится в их пределах и который не предназначен для расположенных в них объектов. Протокол BGP должен обеспечивать взаимодействие с любыми протоколами маршрутизации, которые применяются в пределах этих транзитных AS . Сообщения о корректировках маршрутов BGP состоят из пар информации «сетевой номер/тракт AS ». Тракт AS состоит из последовательности AS , через которые может быть организован доступ к нужной сети. Упомянутые сообщения о корректировке для обеспечения надежности доставки отправляются с помощью механизма транспортировки TCP .

Слайд 56

Протокол граничных шлюзов (BGP) Содержанием маршрутной таблицы BGP является результат обмена исходной информацией между двумя маршрутизаторами. При каждом изменении маршрутной таблицы отправляются инкрементные коррекции. В отличие от некоторых других протоколов маршрутизации, протокол BGP не требует периодического обновления всей маршрутной таблицы. Вместо этого маршрутизаторы BGP хранят новейшую версию маршрутной таблицы всех одноуровневых объектов. Хотя BGP поддерживает ведение маршрутной таблицы по всем возможным трактам к какой-либо конкретной сети, в своих сообщениях о корректировке он выдает информацию только об основных (оптимальных) маршрутах.

Слайд 57

Протокол граничных шлюзов (BGP) Характеристики маршрутов по протоколу BGP представляют собой произвольное число единиц, характеризующее степень предпочтения какого-нибудь конкретного маршрута. Эти показатели обычно устанавливаются администратором сети с помощью конфигурационных файлов. Степень предпочтительности может базироваться на любом числе критериев, включая число AS (тракты с меньшим числом AS , как правило, лучше), тип канала (стабильность, быстродействие и надежность канала) и другие факторы.

Слайд 58

Протокол TBGP Протокол пограничного шлюза IP -телефонии ( IP Telephony Border Gateway Protocol - TBGP ) является междоменным протоколом для маршрутизации речевых вызовов через сеть IP по направлению к их пунктам назначения, которые могут находиться или в пределах сети IP и быть пунктами назначения IP , или вне этой сети, являясь пунктами назначения ТфОП. Возможности эксплуатации TBGP не зависят от каких-либо протоколов сигнализации вызовов VoIP ( H .323, SIP и т.д.), но этот протокол может служить протоколом маршрутизации вызовов для любого из этих сигнальных протоколов.

Слайд 59

Протокол TBGP TBGP работает поверх протокола TCP , который обеспечивает для TBGP надежность на транспортном уровне. Механизмы подтверждения и управления потоком TCP считаются достаточными для удовлетворения требований TBGP к надежности. Помимо факта функционирования поверх TCP , когда передатчик TBGP обнаруживает ошибку, связанную или с проблемой автомата конечных состояний протокола, или с получением поврежденного сообщения, он направляет равному по уровню объекту извещение об ошибке и немедленно разрывает соединение с этим объектом.

Слайд 60

Протокол SNMP Простой протокол управления сетью ( Simple Network Management Protocol - SNMP ) является протоколом прикладного уровня, предназначенным для упрощения обмена информацией управления между сетевыми устройствами. Пользуясь информацией SNMP (например, такой, как показатель числа пакетов в секунду и вероятность сетевых отказов), сетевые администраторы получают возможность оптимальным образом управлять производительностью ресурсов сети, а также обнаруживать и разрешать сетевые проблемы.

Слайд 61

Протокол SNMP Агентами в конфигурации SNMP являются программные модули, которые работают в управляемых устройствах. Агентами выполняется сбор информации об этих устройствах, а также ее выдача системам управления сетями ( Network Management Systems - NMS ) с помощью протокола SNMP . В настоящее время протокол SNMP является широко распространенным протоколом управления различными коммерческими, университетскими и исследовательскими объединенными сетями связи.

Слайд 62

Слайд 63

Кодеки Одним из важных факторов эффективного использования пропускной способности IP -канала является выбор оптимального алгоритма кодирования/декодирования речевой информации - кодека. Все существующие сегодня типы речевых кодеков по принципу действия можно разделить на три группы: Кодеки с импульсно-кодовой модуляцией (ИКМ) и адаптивной дифференциальной импульсно-кодовой модуляцией (АДИКМ), использующиеся сегодня в системах традиционной телефонии. Существует две разновидности ИКМ: с кодированием по μ-закону (принято в США и Канаде) и по А-закону (принято в Европе и Азии).

Слайд 64

Кодеки Кодеки с вокодерным преобразованием речевого сигнала возник ли в системах мобильной связи для снижения требований к пропускной способности радиотракта. Эта группа кодеков использует гармонический синтез сигнала на основании информации о его вокальных составляющих - фонемах. Комбинированные (гибридные) кодеки сочетают в себе технологию вокодерного преобразования/синтеза речи, но оперируют уже с цифровым сигналом посредством специализированных цифровых процессоров DSP. Кодеки этого типа содержат в себе ИКМ- или АДИКМ-кодек и реализованный цифровым способом вокодер. Диапазон скоростей передачи гибридных кодеков составляет 6-16 кбит/с.

Слайд 65

Характеристики кодеков C ложность алгоритма кодирования, связанная с необходимыми вычислениями в реальном времени. Определяет скорость обработки, измеряемую в миллионах инструкций в секунду ( Millions of Instructions per second - MIPS ). Влияет на физические размеры кодирующего, декодирующего или комбинированного устройства, а также на его стоимость и потребляемую мощность. Размер кадра влияет на качество воспроизводимой речи: чем длиннее кадр, тем более эффективно моделируется речь. С другой стороны, большие кадры увеличивают длительность задержки на обработку передаваемой информации. Размер кадра кодека определяется компромиссом между этими требованиями. Временная задержка увеличивается с увеличением размера кадра, а также с увеличением сложности алгоритма кодирования. При передаче речи допустимая задержка в одном направлении не может быть больше 250 мс.

Слайд 66

G.711 Использует ИКМ-преобразование аналогового сигнала с точностью 8 бит, тактовой частотой 8 кГц и простейшей компрессией амплитуды сигнала. Скорость потока данных на выходе преобразователя составляет 64 кбит/с (8 бит, 8 кГц). Для снижения шума квантования и улучшения преобразования сигналов с небольшой амплитудой при кодировании используется нелинейное квантование по уровню согласно специальному псевдологарифмическому закону А или μ . μ -закон кодирования предпочтительнее использовать при малой амплитуде сигнала и малом отношении сигнал/шум.

Слайд 67

G.711 При международной связи требуется преобразование μ -закона в А-закон, производимое на стороне применения μ -закона. Кодек G .711 широко распространен в системах традиционной телефонии с коммутацией каналов. Является минимально необходимым для оборудования VoIP . Недостатком кодека являются высокие требования к полосе пропускания и задержки в канале передачи, вследствие чего в системах IP -телефонии он используется редко. Использование в системах IP -телефонии обосновано лишь в тех случаях, когда требуется обеспечить максимальное качество кодирования речевой информации при небольшом числе одновременных разговоров.

Слайд 68

G.726 Технология кодирования с использованием адаптивной дифференциальной импульсно-кодовой модуляции (АДИКМ) со скоростями 32 кбит/с, 24 Кбит/с, 16 Кбит/с. Алгоритм дает практически такое же качество воспроизведения речи, как и ИКМ. Метод основан на кодировании не амплитуды сигнала, а ее изменения по сравнению с предыдущим значением на основании предположения о том, что в аналоговом речевом сигнале невозможны резкие скачки интенсивности. Как следствие, при резких скачках амплитуды алгоритм работает плохо.

Слайд 69

G.726 Кодек может применяться совместно с кодеком G .711 для снижения скорости кодирования последнего. Кодек предназначен для использования в системах видеоконференций. В приложениях IP -телефонии данный кодек практически не используется, так как он не обеспечивает достаточной устойчивости к потерям информации.

Слайд 70

G.723.1 Использует технологию кодирования речевой информации, сокращенно называемую MP - MLQ ( Multi - Pulse - Multi Level Quantization - множественная импульсная многоуровневая квантизация). Данные кодеки можно охарактеризовать, как комбинацию АЦП/ЦАП и вокодера. Применение вокодера позволяет снизить скорость передачи данных в канале, что принципиально важно для эффективного использования как радиотракта, так и IP -канала. Основной принцип работы вокодера - синтез исходного речевого сигнала посредством адаптивной замены его гармонических составляющих соответствующим набором частотных фонем и согласованными шумовыми коэффициентами.

Слайд 71

G.723.1 Осуществляет преобразование аналогового сигнала в поток данных со скоростью 64 кбит/с (ИКМ), а затем при помощи многополосного цифрового фильтра/вокодера выделяет частотные фонемы, анализирует их и передает по IP -каналу информацию только о текущем состоянии фонем в речевом сигнале. Данный алгоритм преобразования позволяет снизить скорость кодированной информации до 5,3-6,3 кбит/с без видимого ухудшения качества речи. Кодек имеет две скорости и два варианта кодирования: 6,3 кбит/с с алгоритмом MP - MLQ и 5,3 кбит/с с алгоритмом CELP .

Слайд 72

G.723.1 Режим работы может меняться динамически от кадра к кадру. Первый вариант предназначен для сетей с пакетной передачей голоса и обеспечивает лучшее качество кодирования по сравнению с вариантом CELP , но менее адаптирован к использованию в сетях со смешанным типом трафика голос/данные. Кодек G .723.1 имеет детектор речевой активности и обеспечивает генерацию комфортного шума на удаленном конце в период молчания.

Слайд 73

G.723.1 Кодек G .723.1 оптимизирован для сжатия речи с высоким качеством на установленной скорости при ограниченной полосе. Музыка и другие аудиосигналы также могут быть подвергнуты компрессии с использованием этого кодека, но не с таким высоким качеством, как речь. Кодек G .723.1 широко применяется в голосовых шлюзах и прочих устройствах IP -телефонии. Кодек уступает по качеству кодирования речи кодеку G .729 a , но менее требователен к ресурсам процессора и пропускной способности канала.

Слайд 74

G.729 Семейство включает кодеки G .729, G .729 Annex A , G .729 Annex В (содержит VAD и генератор комфортного шума). Кодеки G .729 сокращенно называют CS - ACELP ( Conjugate Structure - Algebraic Code Excited Linear Prediction - сопряженная структура с управляемым алгебраическим кодом с линейным предсказанием). Алгоритм основан на модели кодирования с использованием линейного предсказания с кодовым возбуждением ( CELP -модель). Кодек оперирует с кадрами речевого сигнала длиной 10 мс, дискретизованными с частотой 8 кГц. Скорость кодированного речевого сигнала составляет 8 кбит/с. Для каждого кадра производится анализ речевого сигнала и выделяются параметры модели (коэффициенты фильтра линейного предсказания, индексы и коэффициенты усиления).

Слайд 75

G.729 Далее эти параметры кодируются и передаются в канал. В декодере битовая посылка используется для восстановления параметров сигнала возбуждения и коэффициентов синтезирующего фильтра. Речь восстанавливается путем пропускания сигнала возбуждения через кратковременный синтезирующий фильтр. В случае потери передаваемой кодером битовой посылки исходные данные для речевого синтезатора получаются интерполяцией данных с предыдущих «хороших» кадров, но при этом энергия интерполированного речевого сигнала постепенно уменьшается, что не создает особого дискомфорта слушателю. В устройствах VoIP данный кодек занимает лидирующее положение, обеспечивая наилучшее качество кодирования речевой информации при достаточно высокой компрессии.

Слайд 76

G.728 Гибридный кодек, описанный в рекомендации G .728, относится к категории LD - CELP ( Low Delay - Code Excited Linear Prediction - кодек с управляемым кодом с линейным предсказанием и малой задержкой). Кодек обеспечивает скорость преобразования 16 кбит/с и предназначен для использования в системах видеоконференций. Данный кодек специально разрабатывался как более совершенная замена АДИКМ для оборудования уплотнения телефонных каналов. Длительность кадра составляет 0,625 мс, задержка не превышает 2,5 мс. Недостатком алгоритма являются высокие требования к производительности процессора и относительно высокая чувствительность к потерям кадров. В устройствах IP -телефонии данный кодек применяется достаточно редко.

Слайд 77

Характеристики кодеков серии G Кодек Тип кодека Скорость кодирования, кбит/с Задержка при кодировании, мс Размер кадра, мс Сложность реализации G711 ИКМ 64 0,75 0,125 - G.726 АДИКМ 32 1 0,125 8 MIPS G.728 LD-CELP 16 3-5 0,625 40 MIPS G.729 CS-ACELP 8 10 10 30 MIPS G729 a CS-ACELP 8 10 10 20 MIPS G.723.1 MP-MLQ 6,3 30 30 16 MIPS G.723. 1 ACELP 5,3 30 30 16 MIPS NetCoder Разновидность CELP 8 20 - _ NetCoder - 9,6 20 - -

Слайд 78

Оценка качества кодирования голоса с использованием различных кодеков производится с помощью характеристики MOS ( Mean Opinion Score - усредненное совокупное мнение) по 5-балльной шкале. Оценки интерпретируются следующим образом: 4-5 - высокое качество; 4,5-4 - качество ТфОП; 3-3,5 - удовлетворительное (ухудшение заметно на слух); 2,5-3 - речь разборчива, но требует концентрации для понимания.

Слайд 79

Результаты оценки кодеков серии G Кодек Оценка G711 4,2 G726 4,3 G.728 4,1 G.729 4 , 0 G729A 3.4 G 723.1 ( тип MP-MLQ) 3,9 G.723.1 (тип ACELP) 3,7

Слайд 80

Для систем IP -телефонии наиболее целесообразным и естественным является применение кодеков с переменной скоростью кодирования речевого сигнала. В основе кодека речи с переменной скоростью лежит классификатор входного сигнала, определяющий степень его информативности и задающий на основе этого метод кодирования и скорость передачи речевых данных. Во время телефонного разговора активные сигналы занимают только 40% времени

Слайд 81

VAD Наиболее простым классификатором речевого сигнала является Voice Activity Detector ( VAD ), который выделяет во входном речевом сигнале активную речь и паузы. При этом, фрагменты сигнала, классифицируемые как активная речь, кодируются каким-либо из известных алгоритмов (как правило, на базе метода Code Excited Linear Prediction - CELP ) с типичной скоростью 4-8 кбит/с. Фрагменты, классифицированные как паузы, кодируются и передаются с очень низкой скоростью (порядка 0,1-0,2 кбит/с), либо не передаются вообще. Использование в голосовом шлюзе технологии VAD приводит к экономии полосы пропускания до 60% при некотором ухудшении разборчивости речи.

Слайд 82

VAD Должен обладать малым временем реакции, чтобы не допускать потерь начальных слов и не упускать бесполезные фрагменты молчания в конце предложений В то же время не должен срабатывать от воздействия фонового шума Поддержка прерывистой передачи ( Discontinuous Transmission - DTX ) Позволяет кодеку прекратить передачу пакетов в тот момент, когда VAD обнаружил период молчания

Слайд 83

Механизм VAD

Слайд 84

Генератор комфортного шума ( Comfort Noise Generator-CNG ) Генерация фонового шума В момент, когда в речи активного участника беседы начинается период молчания, терминалы слушающих могут просто отключить воспроизведение звука. Если в трубке в трубке возникает «гробовая тишина», т.е. фоновый шум (шум улицы и т.д.), который был слышен во время разговора, внезапно исчезает, то слушающему кажется, что соединение по каким-то причинам нарушилось, и он обычно начинает спрашивать, слышит ли его собеседник

Слайд 85

CNG Генератор позволяет избежать таких неприятных эффектов. Простейшие кодеки просто прекращают передачу в период молчания, и декодер генерирует какой-либо шум с уровнем, равным минимальному уровню, отмеченному в период речевой активности. Более совершенные кодеки ( G.723.1, G.729 ) имеют возможность предоставлять удаленному декодеру информацию для восстановления шума с параметрами, близкими к фактически наблюдавшимся.

Слайд 86

Работа шлюза На практике шлюзы IP -телефонии поддерживают, как правило, несколько кодеков. Шлюз определяет тип передаваемого сигнала (речь, факс или модем) и переключает его на соответствующий режим кодирования с целью обеспечения экономии ширины полосы пропускания.

Слайд 87

Работа шлюза

Слайд 88

Значения коэффициентов сжатия и ширины полосы пропускания различных кодеков Кодек Диапазон коэффициента сжатия Рассматриваемый коэффициент сжатия Полоса пропускания, кбит/с Полоса пропускания с учетом подавления пауз, кбит/с G.711 μ-закон 1 - 4 4 84.80 46,59 G. 711 А-закон 1 - 4 4 84,80 69,52 G.726 1 - 9 9 37,69 37,69 G729a 1 - 8 3 14.13 12,12

Слайд 89

Недостатки кодеков Недостатком кодеков серии G является необходимость знания предыдущих голосовых отсчетов для корректного восстановления голоса. Если часть пакетов будет утеряна, то на восстановление потребуется то или иное время (в зависимости от количества потерянных пакетов), в течение которого голос будет неадекватен исходному. По этой причине на качество передачи речи влияет качество используемых каналов. При случайных, равномерно распределенных во времени потерях качество речи остается относительно высоким (сплошные линии), но в случае увеличения потерь в канале резко снижается (штриховые линии).

Слайд 90

Сравнение кодеков (5% потерь пакетов)

Предварительный просмотр:

Подписи к слайдам:

Слайд 1

NGN – сети следующего поколения Раздел 5 . Применение решений NGN для развития сетей связи

Слайд 2

Применение решений NGN для развития сетей связи Международный уровень сети NGN Междугородный уровень Местные сети NGN Организация управления сетью

Слайд 3

NGN Концепция внедрения сети следующего поколения определяет общие принципы и подходы к построению Сети Следующего Поколения ( NGN ), основанной на технологиях пакетной передачи голоса, которая будет являться основой национальной информационной инфраструктуры, необходимой для построения информационного общества.

Слайд 4

Концепция NGN В данной концепции рассматриваются основные технологические подходы создания новой, эффективной телекоммуникационной инфраструктуры, для предоставления широкого перечня современных инфокоммуникационных услуг в Республике Казахстан, а также определяется план первоочередных мероприятий, направленных на обеспечение: создания условий для формирования и развития рынка инфокоммуникационных услуг в Казахстане, соответствующего мировому уровню; построения современной телекоммуникационной инфраструктуры, соответствующей общеевропейским тенденциям развития сетей связи и учитывающей требования как существующих, так и новых услуг связи; согласованного и скоординированного внедрения новых транспортных технологий на сетях связи; интеграции национальной информационной инфраструктуры в глобальную информационную систему.

Слайд 5

Темпы развития новых технологий, повышение требований потребителей к спектру и качеству предоставляемых услуг, быстро растущая конкуренция на рынке телекоммуникаций ставят перед дополнительные задачи: снижение стоимости строительства сети и расходов на ее содержание за счет применения новых технологий; создание технологической основы для внедрения новых услуг; развитие новых конкурентных видов услуг; применение новых технологичных продуктов и связанных с ними возможностей; приспособление к снижению доходов в высокодоходных секторах рынка в условиях будущей либерализации рынка телекоммуникаций; обеспечение быстрого предоставления набора универсальных услуг любому абоненту на территории РК.

Слайд 6

При этом ключевыми факторами успешной работы Общества будут являться: способность быстрого введения технологических и организационных нововведений; наличие опыта работы с передовыми технологиями; низкие издержки производства; высокое качество услуг; выгодное географическое положение РК; высокая производительность труда; привлечение высококвалифицированных специалистов; доступный и хорошо организованный сервис; наличие эффективных и надежных информационных систем; способность компании быстро реагировать на изменения рынка; опытная в сфере телекоммуникаций и хорошо сбалансированная управленческая команда; наличие хорошей репутации у потребителей.

Слайд 7

Технологические цели: Создание единой, эффективной, универсальной мультисервисной структуры телефонной сети за счет применения «плоской» архитектуры с применением технологий пакетной передачи голосового трафика, служащей основой для внедрения любых услуг связи в необходимом количестве путем эволюционного перехода от традиционных сетей с коммутацией каналов к сетям с коммутацией пакетов; Конвергенция сети телекоммуникаций общего пользования с сетью передачи данных IP / MPLS ; Создание технологической основы для внедрения любых видов услуг на базе открытых протоколов; Создание единой системы мониторинга и управления ресурсами сети; Повышение надежности работы сети.

Слайд 8

Этапы внедрения Сети Следующего Поколения NGN строится на базе магистральной сети передачи данных, основанной на технологии IP / MPLS и региональных сетей передачи данных, основанных на технологии MetroEthernet , которые должны обеспечивать достаточную пропускную способность для передачи всех видов телефонного трафика с обеспечением качества сервиса ( QoS ). План внедрения NGN не предполагает 100% цифровизации сети телефонной связи. При планировании сети необходимо соблюдать разумный баланс между производительностью и надежностью элементов, входящих в NGN . Процесс внедрения NGN должен происходить по принципу «расширяющегося ядра», который предполагает постепенное внедрение и увеличение количества элементов NGN на всех уровнях сети. При этом предполагается порядок внедрения, не исключая одновременного внедрения различных этапов, в следующей логической последовательности:

Слайд 9

1 этап - построение сети VoIP внедрение сети VoIP на междугородном уровне и на местных сетях для сброса излишков междугородного и местного трафика на сеть с коммутацией пакетов. Данное решение позволило значительно сократить инвестиции в сеть с коммутацией каналов, а так же создало технологическую основу для внедрения всех остальных технологий и оборудования NGN . На этом этапе медиа-шлюзы установлены во всех городах РК. Подключение медиа-шлюзов производится по сигнализации ОКС №7.

Слайд 10

Необходимое количество каналов определялось в ходе проектирования. Подключение медиа-шлюзов к сети передачи данных производится по интерфейсам FE или GE на уровне городских сетей Metro Ethernet . Управление медиа-шлюзами производится по протоколу H .248.

Слайд 11

В результате внедрения первого этапа создана альтернативная сеть передачи междугороднего трафика по технологии VoIP , инфраструктура для внедрения новых видов услуг, уровень конвергенции для внедрения традиционных услуг местной связи с помощью оборудования нового поколения ( IAD , IP - PHONE , PON ). В ходе внедрения первого этапа решены основные вопросы обеспечения необходимого качества передачи речи по сети IP , информационной безопасности функционирования сети NGN , сертификации биллинговой подсистемы, а так же вопросы административного управления всеми элементами NGN .

Слайд 12

Построение сети VoIP 1 этап Разработка технических требований к оборудованию NGN (SoftSwitch, MediaGateway), проведение пилотных проектов 2 этап Построение опорной сети IP / MPLS в соответствии с концепцией развития сети передачи данных 3 этап Внедрение оборудования SoftSwitch и MediaGateway во всех областных центрах Внедрение оборудования VoIP на зоновых сетях

Слайд 13

2 этап - внедрение услуг с добавленной стоимостью в сети NGN На втором этапе необходимо внедрить шлюз, основанный на архитектуре PARLAY / OSA , а так же ряд услуг интеллектуальной сети для перевода части сервисов на новую архитектуру. Данный шлюз должен иметь все необходимые интерфейсы и протоколы для соединения со всеми типами сетей связи – фиксированной, мобильной, VoIP . Главное требование к шлюзу PARLAY / OSA – открытые архитектура и протоколы сигнализации. Подключение платформы должно производиться к магистральной или региональным сетям передачи данных ( Backbone ) по интерфейсам FE или GE . Взаимодействие с программными коммутаторами должно производиться по протоколу SIP .

Слайд 14

Общие принципы формирования услуг NGN при проектировании сети: AnyPoP – услуга не зависит от точки доступа пользователя к ней. AnyISP – услуга не зависит от конкретного сервис-провайдера. AnySwitch – услуга не зависит от конкретной АТС. AnyVendor – услуга не зависит от конкретного производителя оборудования. AnyBilling – услуга должна интегрироваться в существующие биллинговые и административные концепции Оператора. Standards – услуга должна использовать стандартизированные интерфейсы. Safety – защита услуг от попыток вторжения через Интернет и/или СТОП. Openness – услуга должна быть открытой для новых Провайдеров.

Слайд 16

Внедрение услуг с добавленной стоимостью 1 этап Проведение пилотного тестирования услуг IN в среде NGN, разработка технических требований к шлюзу PARLAY / OSA и серверам приложений 2 этап Внедрение шлюза PARLAY / OSA и серверов приложений для услуг IN (PCC, VOT), стыковка или перевод услуг с ИП на SoftSwitch

Слайд 17

Построение зоновых сетей по технологии VoIP Внедрение технологий NGN на зоновой сети связано со спецификой построения сельской связи. Учитывая отсутствие в большинстве случаев резервированных систем передачи и их низкую надежность необходимо обеспечить функционирование местной сети в случае неработоспособности систем передачи. В данном случае на уровне центральной или оконечной станции необходимо применять мультисервисный узел связи, сочетающий в себе как медиа-шлюз доступа (абонентский концентратор), так и контроллер медиа-шлюза SoftSwitch .

Слайд 18

Возможны два сценария работы мультисервисного узла связи: Взаимодействие с другими SoftSwitch по протоколу SIP - T ; Работа под управлением вышестоящего SoftSwitch по протоколам MGCP / H .248/ MeGaCo в обычном режиме и самостоятельная работа при потере связи с SoftSwitch . При этом в SoftSwitch мультисервисного узла связи должна находиться актуальная версия базы данных собственных абонентов.

Слайд 19

IP – сеть ГТС Сеть доступа Сеть доступа MGCP/ MeGaCo SIP AMG AMG AMG AMG AMG AMG AMG AMG БД MGC АМТС MeGaCo РУТ РУТ

Слайд 20

Переход к интегрированному решению услуг фиксированной и мобильной связи В целях предоставления унифицированных услуг для сетей фиксированной и мобильной связи необходимо внедрить распределенный супер-регистр HLR, способный хранить базы данных абонентов как мобильных сетей 2G/2.5G/3G, так и абонентов фиксированной и пакетной сети. Это позволит предоставлять услуги абонентам независимо от их принадлежности к какой либо из сетей. Для оптимизации внутреннего и внешнего трафика мобильных сетей необходимо внедрить шлюзовой MSC, который позволит маршрутизировать вызовы в пакетной сети непосредственно к базовым станциям сети мобильной связи, не используя ресурсы мобильного коммутатора, либо направлять вызовы к MSC, который в данный момент обслуживает необходимого абонента.

Слайд 21

Переход к интегрированному решению услуг фиксированной и мобильной связи Благодаря поддержке оборудованием большинства мировых производителей протоколов MAP / ANSI , программные коммутаторы могут осуществлять запросы к HLR для определения местоположения мобильного абонента и терминировать вызов на обслуживающий MSC. Это позволяет операторам связи значительно повысить эффективность использования ресурсов своей сети, упростить процедуры взаимодействия с сетями мобильных операторов, осуществлять функции шлюза между мобильными сетями построенными на разных технологиях ( GSM , CDMA ).

Слайд 22

Общая схема интеграции фиксированной и мобильной связи такова: Для построения системы коммутации и обеспечения плавного перехода к NGN в сетях операторов мобильной связи используется решение, базирующееся на Softswitch и медиашлюзах (MGW). Устройства MGW под управлением Softswitch могут выступать в качестве распределенного транзитного коммутатора для пропуска голосового трафика между MSC, а также в качестве шлюзов в PSTN. Использование этого решения позволяет снизить нагрузку на MSC при звонках между фиксированными и мобильными абонентами как минимум вдвое. Транспортная сеть, построенная на базе MGW , универсальна. Она может быть использована для одновременного обслуживания как беспроводных (GSM, CDMA, TDMA, UMTS и др.), так и фиксированных телефонных сетей.

Слайд 23

Имеется возможность непосредственного подключения к шлюзам базовых станций GSM (Abis интерфейс), GPRS (Gi интерфейс), CDMA (Packet Pipe) и UMTS (Iub интерфейс). Поддержка всего спектра интерфейсов в одном MGW позволяет использовать его как концентратор доступа для базовых станций UMTS, CDMA и GSM, установленных совместно. Благодаря возможностям MGW по мультиплексированию и защите разнородного трафика предлагаемое решение позволяет осуществлять передачу по создаваемой пакетной магистрали любого трафика, в том числе и трафика между базовыми станциями и BSC, и использовать практически любые каналы связи для соединения ее узлов.

Слайд 24

Применение таких решений на сетях сотовых операторов позволяет существенно повысить качество предоставляемых услуг и снизить издержки на эксплуатацию и, главное, развитие транспортной и телефонной сети. Эффективные механизмы сжатия голосового трафика позволяют получать многократную экономию сетевого ресурса без потери качества передаваемого голоса. Технологии "прозрачной" передачи GSM (A-bis) трафика от базовых станций с использованием механизмов подавления пауз и статистического уплотнения дает возможность, во-первых, уменьшить количество используемых контроллеров базовых станций (BSC), а во-вторых, снизить количество каналов связи между базовыми станциями и BSC.

Слайд 25

Softswitch может стать единым сетевым элементом для обоих сетей при формировании подобных сервисов: Предоплаченные услуги (Prepaid Services) Услуги голосовой почты ( VMS , Voice Mail Systems ) Перехват вызова (Legal Intercept) Портируемость номера ( Number Portability ( NP )) Предвыбор оператора дальней связи ( Carrier Pre - selection ) Применение на сети решений на базе оборудования MGW позволит в будущем осуществить переход к сетям 3G без замены транспортной инфраструктуры.

Слайд 26

Пограничный контроллер сессий SBC используется для организации внешних подключений с использованием протоколов H323 и SIP, для обеспечения дополнительного уровня защиты путем сокрытия реальной структуры собственной сети и корпоративных сетей клиентов.

Слайд 27

Областные дирекции телекоммуникаций (ОДТ): обеспечение эффективной эксплуатации и технического обслуживания АТС/АМТС; постоянный мониторинг и устранение причин отказов оборудования АТС/АМТС, влияющих на работоспособность местной и магистральной сетей NGN; обеспечение своевременного технического обслуживания оборудования местной сети NGN; обеспечение бесперебойного функционирования обслуживаемой местной сети NGN; постоянный мониторинг и устранение причин отказов и ложных срабатываний на обслуживаемой местной сети NGN, а также совместно с ОДС на направлениях ГЦТ(ОДТ) ↔ ОДТ(ГЦТ); обеспечение сохранности оборудования шлюзов PVG15000 и мультиплексоров UMUX1500, находящегося в помещениях ОДТ; совершенствование методов и форм организации труда техперсонала, участвующего в обслуживании местной сети NGN.

Слайд 28

Городские центры телекоммуникаций (ГЦТ) обеспечение эффективной эксплуатации оборудования местной сети NGN (программного коммутатора, шлюзов, мультиплексоров и сети передачи данных IP/MPLS), находящегося в помещениях ГЦТ; обеспечение своевременного технического обслуживания оборудования местной сети NGN; обеспечение бесперебойного функционирования обслуживаемой местной сети NGN; постоянный мониторинг и устранение причин отказов оборудования АТС/АМТС, влияющих на работоспособность местной сети NGN; постоянный мониторинг и устранение причин отказов и ложных срабатываний на обслуживаемой местной сети NGN и сети передачи данных IP/MPLS, а также совместно с ОДС на направлениях ГЦТ(ОДТ) ↔ ОДТ(ГЦТ); совершенствование методов и форм организации труда техперсонала, обслуживающего местную сеть NGN.

Предварительный просмотр:

Подписи к слайдам:

Предварительный просмотр:

Подписи к слайдам:

Слайд 1

Протокол сигнализации SIP

Слайд 2

Основы IP- телефонии IP- сеть (Интернет) IP- адрес IP- адрес IP- адрес необходим механизм для того, чтобы сообщить о желании установить соединение Протокол IP- телефонии

Слайд 3

Порты IP- тел Эл. почта Текст. сообщ. один IP- адрес IP- сеть порт 1 порт 2 порт 3

Слайд 4

Порты протоколов TCP и UDP протокол IP UDP TCP порты IP- пакет протокол ( UDP или TCP ) порт отправителя порт получателя UDP или TCP- пакет 1 2 1000 1 2 1000 приложения

Слайд 5

Основные принципы Терминалы имеют IP- адреса , но более удобно использовать Е.164 номера, псевдонимы или текстовые адреса  необходимо преобразование IP- адресов в эти новые адреса Терминалы имеют различные функциональные характеристики (кодек, скорость передачи, тип информации и т.д.)  необходим механизм оповещения удаленной стороны об этих характеристиках (Н.245, SDP ) Наличие некоторых отличий в типах сессий (передача текста, изображений, смена типа соединения во время сеанса и т.д.)

Слайд 6

Установление соединения Делится на две части ( как правило,используются разные протоколы ) : Уведомление о вызове, передача сигнала «контроль посылки вызова (КПВ), ответ, разъединение и т.д. (как в традиционной телефонии) Соглашение о типе сессии и ее параметрах. (подобный механизм есть в ISDN)

Слайд 7

Стандартизация SIP Телефония Международный союз электросвязи ITU-T (ех. CCITT ) H.323, E.164, Z.100 Интернет, VoIP Группа разработчиков Интернет ( IETF – Internet Engineering Task Force ) RFC 3261 и прочие

Слайд 8

Определение « SIP является протоколом управления прикладного уровня для создания, изменения и завершения сеансов связи с одним или большим количеством участников. В понятие сеанса входят мультимедиа конференции, обучение на расстоянии, Internet -телефония и подобные приложения» ( RFC 3261) SIP – Session Initiation Protocol – Протокол инициализации сессии (сеанса связи), Протокол установления соединений

Слайд 9

Принципы, заложенные в основу SIP при его разработке Расширяемость протокола – возможность дополнения протокола новыми функциями Масштабируемость сети – возможность увеличения элементов в сети при её расширении Интеграция в стек существующих протоколов Интернет Взаимодействие с другими протоколами сигнализации Персональная мобильность - возможность быть доступными в любом месте с любым терминалам в любое время (сообщение REGISTER )  единый номер для всех услуг электросвязи

Слайд 10

Особенности протокола SIP Основан на НТТР  проверенная технология для работы в Интернет Использует и UDP , и TCP Работает поверх различных транспортных протоколов ( IP, IPX, X.25, ATM ) Использует адресацию типа e-mail (zarubin@protei.ru) Текстовый формат сообщений  простота и удобство техобслуживания и программирования Высокая информативность сообщений  минимальное время установления соединения

Слайд 11

Архитектура «клиент-сервер» запрос ответ

Слайд 12

Адресация в SIP тип адреса пример « имя@домен » - sip: anton@protei.ru « имя@хост » - sip:anton@rts.protei.ru « имя@ IP -адрес » - sip:anton@192.168.100.1 «№ телефона@шлюз » - tel:2947678@gateway.ru SIP URL (Uniform Resource Location) (sip:name@host)

Слайд 13

Элементы сети SIP Агент пользователя ( UA – User Agent ) Прокси-сервер ( proxy server ) Сервер переадресации ( redirect server ) Сервер определения местоположения ( location server ), не стандартизирован SIP RFC

Слайд 14

Агент пользователя запрос запрос ответ ответ разговор

Слайд 15

Прокси-сервер Прокси-сервер принимает запросы и «берет» их обслуживание на себя Бывает двух типов: Stateless – принимает запросы, перенаправляет их дальше и забывает Stateful – принимает запросы, перенаправляет их и ждет ответы

Слайд 16

Прокси-сервер Прокси-сервер Запрос установления соединения Сервер определения местоположения

Слайд 17

Передача речи и команд управления Сигнализация Речь

Слайд 18

Сервер переадресации Сервер переадресации предназначен для определения текущего адреса пользователя Не генерирует своих запросов

Слайд 19

Сервер переадресации Сервер переадресации Запрос установления соединения Ответ с текущим адресом Сервер определения местоположения

Слайд 20

Сервер определения местоположения Локальная Удаленная SIP -сервер БД SIP- сервер БД LDAP

Слайд 21

Сообщения SIP Сообщения SIP Запросы Ответы INVITE ACK BYE CANCEL OPTION REGISTER Временные Финальные 1хх - информационный 2хх – успех 3хх – перенаправление 4хх – ошибка клиента 5хх – ошибка сервера 6хх – глобальный сбой

Слайд 22

Структура сообщений

Слайд 23

Запросы (1) Тип запроса Описание запроса INVITE Приглашает пользователя к сеансу связи. Содержит SDP-описание сеанса ACK Подтверждает прием окончательного ответа на запрос INVITE BYE Завершает сеанс связи. Может быть передан любой из сторон, участвующих в сеансе CANCEL Отменяет обработку запросов с теми же заголовками Call-ID, To, From и CSeq, что и в самом запросе CANCEL REGISTER Переносит адресную информацию для регистрации пользователя на сервере определения местоположения OPTION Запрашивает информацию о функциональных возможностях сервера

Слайд 24

Ответы Шесть групп ответов: 1хх – информационные 2хх – успех 3хх – перенаправление 4хх – ошибка клиента 5хх – ошибка сервера 6хх – глобальная ошибка

Слайд 25

Ответы 1хх 100 Trying - Запрос обрабатывается, например, сервер обращается к базам данных, но местоположение вызываемого пользователя в настоящий момент не определено 180 Ringing - Местоположение вызываемого пользователя определено. Ему дается сигнал о входящем вызове

Слайд 26

Ответы 2хх 200 ОК - Kоманда успешно выполнена

Слайд 27

Ответы 3хх 300 Multiple Choices - Вызываемый пользователь доступен по нескольким адресам. Вызывающий пользователь может выбрать любой из них. 301 Moved Permanently - Пользователь изменил свое местоположение, его новый адрес указан в поле Contact 302 Moved Temporarily Пользователь временно изменил свое местоположение, его новый адрес указан в поле Contact

Слайд 28

Ответы 4хх 400 Bad Request - В запросе обнаружена синтаксическая ошибка

Слайд 29

Ответы 5хх 500 Internal Server Error - Внутренняя ошибка сервера

Слайд 30

Ответы 6хх 600 Busy Everywhere Вызываемый пользователь занят и не желает принимать вызов в данный момент. Ответ может указывать подходящее для вызова время.

Слайд 31

Заголовки Заголовок Call-ID – уникальный идентификатор сеанса связи (call reference - DSS-1): 2345call@rts.loniis.ru Заголовок То – определяет адресата. Если необходим визуальный вывод имени пользователя, например, на дисплей, то имя пользователя также размещается в поле То. Заголовок From – идентифицирует отправителя запроса; по структуре аналогичен полю То. Заголовок CSeq - уникальный идентификатор запроса, относящегося к одному соединению. Он служит для корреляции запроса с ответом на него. CSeq: 2 INVITE.

Слайд 32

Заголовки Заголовок Via – указывает весь путь пройденный запросом Заголовок Record-Route – указывается адрес прокси-сервера, если необходимо прохождение следующих запросов через него. Заголовок Content-type – определяет формат описания сеанса связи Заголовок Content-Length – указывает размер тела сообщения

Слайд 33

Пример сообщения INVITE INVITE sip: watson@boston.bell-tel.com SIP/2.0 Via: SIP/2.0/UDP kton.bell-tel.com From: A. Bell To: T. Watson Call-ID: 3298420296@kton.bell-tel.com Cseq: 1 INVITE Content-Type: application/sdp Content-Length: ... v=0 o=bell 53655765 2353687637 IN IP4 128.3.4.5 C=IN IP4 kton.bell-tel.com m=audio 3456 RTP/AVP 0 3 4 5

Слайд 34

Алгоритм работы сервера перенаправления Вызывающий пользователь Вызываемый пользователь Сервер перенаправления Сервер определения местоположения INVITE ( SDP A ) Запрос определения местоположения Ответ с текущим адресом 302 (текущий адрес) АСК INVITE (SDP A) 1 80 Ringing КПВ 200 ОК ( SDP B ) АСК Разговор BYE 200 ОК вызов ответ

Слайд 35

Принцип персональной мобильности Прокси protei .ru Прокси usi .ru 1 5 2 7 6 8 9 10 13 14 4 11 anton @ teach . usi .ru vova @ protei .ru 12 anton @ ural . usi .ru 3 15 1.2. REGISTER 3. REGISTER 4. INVITE 5. INVITE 6.7. INVITE 8. 200 OK 9. CANCEL 10. 200 OK 11. 200 OK 12. – 14. ACK 15. Разговор anton@protei.ru

Слайд 36

Схема построения SIP- сети

Слайд 37

Применения SIP Сотовые сети нового поколения 3 G SIP для установления мультимедийных сеансов связи SIP for Telephony (SIP-T)

Слайд 38

Особенности взаимодействия SIP с протоколами управления ТфОП

Слайд 39

SIP-T ( SIP for Telephony ) Требование к сети IP -телефонии это возможность так называемой прозрачности услуг относительно ТфОП. Традиционные телефонные услуги, такие как call waiting, услуга 800 и т.д. должны иметь возможность реализации с помощью системы сигнализации №7. SIP-T Инкапсуляция сообщений ОКС7 /DSS-1 в сообщения SIP Трансляция информации из сообщений ОКС7 /DSS-1 Один протокол SIP

Слайд 40

Процедуры при взаимодействии ТфОП и сети VoIP ТРЕБОВАНИЯ К ИНТЕРФЕЙСУ ПРИ ВЗАИМОДЕЙСТВИИ ТФОП- SIP ФУНКЦИИ ПРОТОКОЛА SIP – T Прозрачность сети SIP для сигнализации ISUP Инкапсуляция сообщений ISUP в тело запросов SIP Маршрутизация запросов SIP по информации, содержащейся в сообщениях ISUP Трансляция параметров сообщений ISUP в заголовки запросов SIP Передача сигнальной информации ISUP во время мультимедийной сессии Использование запроса INFO

Слайд 41

Инкапсуляция IAM 1 INVITE ст. строка заголовок SDP IAM( 00101001010101001010101 …) IAM 2 IAM 2 = IAM 1

Слайд 42

Инкапсуляция Media type name: application Media subtype name: ISUP Required parameters: version Optional parameters: base Encoding scheme: binary Security considerations: SIP ISUP Media Type содержит следующую информацию:

Слайд 43

INVITE sip:78123877658@max.loniis.ru SIP/2.0 Via: SIP/2.0/UDP anton.loniis.ru From: sip:78124513355@anton.loniis.ru To: sip:78123877658@max.loniis.ru Call-ID: MAX1231999021712095500999@max.loniis.ru CSeq: 8348 INVITE Contact: Content-Length: 436 Content-Type: multipart/mixed; boundary=unique-boundary-1 MIME-Version: 1.0 --unique-boundary-1 Content-Type: application/SDP; charset=ISO-10646 v=0 o=jpeterson 2890844526 2890842807 IN IP4 126.16.64.4 s=SDP seminar c=IN IP4 MG122.loniis.ru t= 2873397496 2873404696 m=audio 9092 RTP/AVP 0 3 4 --unique-boundary-1 Content-Type: application/ISUP; version=nxv3; base=etsi121 Content-Disposition: signal; handling=optional 01 00 49 00 00 03 02 00 07 04 10 00 33 63 21 43 00 00 03 06 0d 03 80 90 a2 07 03 10 03 63 53 00 10 0a 07 03 10 27 80 88 03 00 00 89 8b 0e 95 1e 1e 1e 06 26 05 0d f5 01 06 10 04 00 --unique-boundary-1 П ример сообщения INVITE ( содержит информацию SDP и инкапсулированное сообщение IAM )

Слайд 44

Трансляция Т рансляция включает в себя два компонента: Преобразование сигнализации ISUP в SIP на уровне сообщений. В SIP – T предполагается использование MGC , которые создают сообщения ISUP из поступающих сообщений SIP и наоборот. Для этого необходимо точное определение правил преобразования между сообщениями ISUP и SIP , каждое сообщение ISUP должно быть транслировано в конкретное сообщение SIP . Например, IAM в INVITE , REL в BYE и т.д. Преобразование параметров сообщения ISUP в заголовок SIP сообщения: Запрос SIP , который используется для установки соединения, должен содержать необходимую для маршрутизации прокси-серверами информацию, например это может быть телефонный номер, набранный вызывающим абонентом.

Слайд 45

Проблемы при трансляции П араметр ISUP , переведенный в заголовок сообщения SIP , может изменяться промежуточными узлами сети. П ример : П араметр заголовка To и поля Request-URI запроса SIP отличаются от параметра Called Party Number во вложенном сообщении ISUP .

Слайд 46

Проблемы при трансляции, решение В этом случае приоритет имеют значения заголовков, т.е. при создании нового сообщения параметры будут заполнятся значениями из заголовков запроса SIP , а недостаяющая информация будет взята из вложенного сообщения ISUP , если оно присутствует.

Слайд 47

Поддержка передачи сигнальн ой информации во время сеанса SIP INFO RTP

Слайд 48

Обеспечение безопасности Аутентификация Шифрование частей тела сообщения SIP

Слайд 49

Взаимодействие 2-х сетей инкапсуляции сообщений ISUP в тело запросов SIP трансляци я части информации сообщения ISUP , необходимой для правильной маршрутизации, в заголовок запроса SIP позволяет элементам в сети SIP правильно маршрутизировать сообщение Основа взаимодействия:

Слайд 50

Взаимодействие с ТфОП IAM INVITE (SDP A) 100 Trying IAM ACM 180 Ringing ACM ANM 200 OK (SDP B) ACK Разговор BYE REL 200 OK ANM ISUP ISUP SIP RLC RLC REL

Слайд 51

Взаимодействие с ТфОП

Слайд 52

Взаимодействие с ТфОП. Неуспешное установление соединения

Слайд 53

Взаимодействие с ТфОП. Перенаправление вызова

Слайд 54

Взаимодействие с ТфОП. Прерывание вызова со стороны ТфОП

Слайд 55

Преобразование сообщений INVITE <-> IAM

Слайд 56

Преобразование сообщений Пришедший ответ Сообщение, посылаемое шлюзом 180 Ringing ACM ( BCI = subscriber free ) 181 Call is being forwarded Early ACM and CPG, event=6 182 Queued ACM (BCI = no indication) 183 Session progress message ACM (BCI = no indication)

Слайд 57

Пришедший ответ Сообщение, посылаемое шлюзом 180 Ringing CPG , event = 1 ( Alerting ) 181 Call is being forwarded CPG , event = 6 ( Forwarding ) 182 Queued CPG , event = 2 ( Progress ) 183 Session progress message CPG , event = 2 ( Progress ) Преобразование сообщений

Слайд 58

Пришедший ответ Сообщение, посылаемое шлюзом 200 OK ACM , ACK Преобразование сообщений

Слайд 59

Полученный ответ Код значения в сообщении REL 400 Bad Request 41 Temporary Failure 401 Unauthorized 21 Call rejected (*) 402 Payment required 21 Call rejected 403 Forbidden 21 Call rejected 404 Not found 1 Unallocated number 405 Method not allowed 63 Service or option unavailable 406 Not acceptable 79 Service/option not implemented (+) Преобразование сообщений

Слайд 60

Заключение SIP – перспективный современный подход к построению сетей IP -телефонии SIP – удобный и простой для реализации и техобслуживания SIP легко интегрируем в существующий стек протоколов Интернет SIP выбран в качестве протокола установления соединения в сотовых сетях поколения 3 G

Слайд 61

Литература Протокол SIP . Справочник по телекоммуникационным протоколам. Б.С. Гольдштейн, А.А. Зарубин, В.В. Саморезов.

Предварительный просмотр:

Подписи к слайдам:

Слайд 1

H.323

Слайд 2

Архитектура сети H.323

Слайд 3

Терминал H.323 Шлюз H.323 Привратник Устройство управления конференциями Основные устройства сети

Слайд 4

Преобразование мультимедийной информации из формата СТОП в IP Поддержка обмена сигнальными сообщениями между сетями разного формата Шлюз H.323

Слайд 5

Возможные конфигурации шлюза

Слайд 6

Возможные конфигурации шлюза

Слайд 7

Возможные конфигурации шлюза

Слайд 8

Возможные конфигурации шлюза

Слайд 9

Платформа и услуги шлюза IP- телефонии

Слайд 10

Преобразование alias- адреса в адрес IP- сети Контроль доступа пользователей к сети ( RAS ) Контроль, управление и резервирование пропускной способности сети Маршрутизация сигнальных сообщений Привратник ( Gatekeeper)

Слайд 11

Зона сети H.323

Слайд 12

Централизованная конференция Децентрализованная конференция Смешанная конференция Устройство управления конференциями

Слайд 13

Виды конференций

Слайд 14

Multipoint controller Multipoint processor Архитектура MCU

Слайд 15

Семейство протоколов H.323

Слайд 16

Обнаружение привратника Регистрация оконечного оборудования у привратника Контроль доступа оконечного оборудования к сетевым ресурсам Определение местоположения оконечного оборудования Изменение полосы пропускания Опрос состояния оборудования Оповещение привратника об освобождении ресурсов Протокол RAS (Registration, Admission and Status)

Слайд 17

Обнаружение привратника Протокол RAS

Слайд 18

Протокол RAS Регистрация оконечного оборудования

Слайд 19

Доступ к сетевым ресурсам Протокол RAS

Слайд 20

Определения местоположения оборудования в сети Протокол RAS

Слайд 21

Изменение полосы пропускания Протокол RAS

Слайд 22

Опрос текущего состояния оборудования Протокол RAS

Слайд 23

Освобождение полосы пропускания Протокол RAS

Слайд 24

SETUP Call Proceeding Alerting Connect Release Complete Facility Сигнальный канал H.225

Слайд 25

Сигнальный канал H.225 Сигнальная маршрутизация с привратником Терминал 1 Терминал 2 1 2 3 8 4 5 6 7 Привратник 1 ARQ 2 ACF\ARJ 3 Setup 4 Setup 5 ARQ 6 ACF\ARJ 7 Connect 8 Connect

Слайд 26

Сигнальный канал H.225 Сигнальная маршрутизация напрямую 1 ARQ 2 ACF\ARJ 3 Setup 4 ARQ 5 ACF\ARJ 6 Connect Терминал 1 Терминал 2 1 2 3 4 5 6 Привратник

Слайд 27

Определение ведущего и ведомого устройств Обмен данными о функциональных возможностях Открытия\закрытия однонаправленных логических каналов Закрытия логических каналов Выбор режима обработки информации Сигнализация по петле Определение задержки Управляющий канал H.245 Процедуры:

Слайд 28

Определение ведущего и ведомого Управляющий канал H.245

Слайд 29

Обмен данными о функциональных возможностях Управляющий канал H.245

Слайд 30

Открытие однонаправленных логических каналов Управляющий канал H.245

Слайд 31

Открытие двунаправленного логического канала Управляющий канал H.245

Слайд 32

Выбор режима обработки информации Управляющий канал H.245

Предварительный просмотр:

Подписи к слайдам:

Слайд 1

MGCP

Слайд 2

История MGCP

Слайд 3

MGCP - Сеть

Слайд 4

Компоненты Media Gateway (MG) SIP H.323 MGCP MGCP Media Gateway (MG)

Слайд 5

Упрощённый сценарий вызова Gateway A Gateway B Аналоговый телефон A Call Agent Media Gateway Controller MGCP MGCP RTP/RTCP Аналоговый телефон В

Слайд 6

Элементы протокола MGCP Endpoints

Слайд 7

Элементы протокола MGCP Connections

Слайд 8

Элементы протокола MGCP Call

Слайд 9

Элементы протокола MGCP Events On-hook, Off-hook DTMF , …

Слайд 10

Элементы протокола MGCP Signals Тональные сигналы , звонок, …

Слайд 11

Элементы протокола MGCP Digit maps Digitmap

Слайд 12

Transaction/Response Call Agent / Media Gateway Controller Media Gateway Transaction Response Transaction Response

Слайд 13

Команды MGCP CRCX CreateConnection (Создать соединение) MDCX ModifyConnection (Модиф - ть соединение) RQNT NotificationRequest (Запрос уведомления) AUEP AuditEndpoint (Проверить порт) AUCX AuditConnection (Проверить оединение) DLCX DeleteConnection (Завершить оединение) NTFY Notify (Уведомить) RSIP ReStartlnProgress (Идёт рестарт) EPCF Endpoint Configuration ( Конфигурация кон.тчк )

Слайд 14

Ответы Предварительные Успешные Распознавание подтверждений Временные шибки Постоянные ошибки Групповые ошибки 100 - Полученная команда в данный момент об - рабатывается, сооб - щение о выполнении команды будет позже 2 00 - OK 2 5 0 - Соединение разрушено 1 01 - Команда поставлена в очередь 00 0 – Транзакция начала выполняться. Со- общение о завер- шении будет пос- лано позднее 400 - Транзакция не может быть выполнена из- за временной ошибки 5 00 – Транзакция не может быть исполнена, т.к. конечная точка не известна. 800 - Неверное имя следу- ющей конечной точки 401 - Трубка уже поднята 40 2 - Трубка уже лежит ... 5 01 - – l l – , т.к. конечная точка не готова. ... 801 - Неверное имя стар- товой конечной точки 80 5 - Неверно задан диа- пазон конечных точек ...

Слайд 15

Пример команды - CreateConnection CRCX 1204 isdn-trunk-group-1@isdngw-45.whatever.net MGCP 1.0 C: A3C47F21456789F0 L: p:10, a:PCMU M: recvonly X: 0123456789AD R: L/hu K: 1202 Create Connection TransactionId EndpointId endpoint@gateway Version 1.0. of MGCP

Слайд 16

Пример команды – CreateConnection CRCX 1204 isdn-trunk-group-1@isdngw-45.whatever.net MGCP 1.0 C: A3C47F21456789F0 L: p:10, a:PCMU M: recvonly X: 0123456789AD R: L/hu K: 1202 CallId LocalConnectionOptions Packet: 10 ms Audio codec: G.711 Mu law ConnectionMode receive only RequestIdentifier RequestEvents L: Line package hu: on-hook ResponseAck

Слайд 17

Пример ответа 200 1204 OK I: FDE234C1 v=0 c=IN IP4 128.96.41.1 m=audio 3456 RTP/AVP 0 Return Code TransactionId ConnectionId LocalConnectionDescriptor with SDP protocol

Слайд 18

Пример ответа 200 1204 OK I: FDE234C1 v=0 c=IN IP4 128.96.41.1 m=audio 3456 RTP/AVP 0 SDP Version Media Description Audio on port 3456 On RTP audio/video profile Audio codec = 0 (PCMU) Connection Address Network type: Internet On IPv4

Слайд 19

CRCX 1204 isdn-trunk-group-1@isdngw-45.whatever.net MGCP 1.0 C: A3C47F21456789F0 L: p:10, a:PCMU M: recvonly 200 1204 OK I: FDE234C8 v=0 c=IN IP4 128.96.41.1 m=audio 3456 RTP/AVP 0 CRCX 1205 isdn-trunk-group-2@isdngw-67.whatever.net MGCP 1.0 C: A3C47F21456789F0 M: sendrecv v=0 c=IN IP4 128.96.41.1 m=audio 3456 RTP/AVP 0 200 1205 OK I:abc0 v=0 c=IN IP4 128.96.63.25 m=audio 1296 RTP/AVP 0 Межстанционный шлюз – пример вызова

Слайд 20

MDCX 1206 isdn-trunk-group-1@isdngw-45.whatever.net MGCP 1.0 K: 1204 C: A3C47F21456789F0 I: FDE234C8 M: sendrecv v=0 c=IN IP4 128.96.63.25 m=audio 1296 RTP/AVP 0 200 1206 OK Межстанционный шлюз – пример вызова

Слайд 21

DLCX 1207 isdn-trunk-group-1@isdngw-45.whatever.net MGCP 1.0 K: 1206 C: A3C47F21456789F0 I: FDE234C8 250 1207 OK P: PS=1245, OS=62345, PR=780, OR=45123, PL=10, JI=27, LA=48 DLCX 1208 isdn-trunk-group-2@isdngw-67.whatever.net MGCP 1.0 K: 1205 C: A3C47F21456789F0 I: abc0 250 1208 OK P: PS=790, OS=45700, PR=1230, OR=61875, PL=15, JI=27, LA=48 Межстанционный шлюз – пример вызова

Навигация

Сети следующего поколения - NGN

Скачать:

Предварительный просмотр:

Предварительный просмотр:

Предварительный просмотр:

Подписи к слайдам:

Предварительный просмотр:

Подписи к слайдам:

Предварительный просмотр:

Подписи к слайдам:

Предварительный просмотр:

Подписи к слайдам:

Предварительный просмотр:

Подписи к слайдам:

Предварительный просмотр:

Подписи к слайдам:

Предварительный просмотр:

Подписи к слайдам:

Предварительный просмотр:

Подписи к слайдам:

Предварительный просмотр:

Подписи к слайдам:

Предварительный просмотр:

Подписи к слайдам:

Предварительный просмотр:

Подписи к слайдам:

Предварительный просмотр:

Подписи к слайдам:

Предварительный просмотр:

Подписи к слайдам: