Лекция. Архитектура мультисервисной сети

Цель лекции: ознакомление студентов с архитектурой мультисервисной сети.

Содержание:

а) средства мультисервисной сети;

б) уровень управления услугами;

в) уровень управления коммутацией;

г) транспортный уровень;

д) уровень доступа.

Сложность создания мультисервисной сети заключается в том, что сети фиксированной, мобильной связи и Internet построены по разным стандартам и используют индивидуальное программное обеспечение (ПО), что тормозит развитие рынка услуг.

Главная задача телекоммуникационного сообщества – создание такой архитектуры сети, чтобы ПО предоставления услуг не зависело от вида сети или технологии доставки информации. Для построения мультисервисной сети необходимы следующие средства:

- транспортные каналы и протоколы, способные поддерживать доставку информации любого типа (речь, видео, данные);

- оборудование доступа к такой сети;

- разнообразные терминальные устройства.

Требуется объединить существующие сети разных операторов (традиционные ССОП, сети мобильной связи и IP-сети) в единую сеть. Это же можно назвать конвергенцией существующих сетей, принадлежащих разным операторам, и технологий, что является общепринятым решением проблемы.

Сегодня еще нет технологий, которые бы полностью удовлетворяли запросам перспективной мультисервисной сети. Однако технологические решения, способные стать ее основой, существуют уже сейчас, то есть можно построить прообраз мультисервисной сети.

В настоя­щее время наибольшее распространение получила четырехуровневая архитектура ССП:

Рис. 2.1. Архитектура сети следующего поколения

—уровень управления услугами;

—уровень управления коммутацией;

—транспортный уровень;

—уровень доступа.

Уровень управления услугамисодержит 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.

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.

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.

Более подробно Softswitch будет рассмотрен в следующих лекциях.

Задача транспортного уровня— коммутация и прозрачная передача информации пользователя.

В ССП 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 ССП 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 ССП 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 ССП 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 ССП 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 (рис. 2.3):

—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).

К уровню доступаотносятся:

—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.