NGN (Next Generation Network — сеть следующего поколения)

NGN представляет собой универсальную многоцелевую сеть, предназначенную для передачи речи, изображений и данных с использованием технологии коммутации пакетов. По сути, она является результатом слияния Internet и телефонных сетей, объединяя в себе их лучшие черты. На практике это означает гарантированное качество голосовой связи и передачи данных. Таким образом, NGN имеет степень надежности, характерную для ТфОП (в противоположность негарантированному качеству связи через Internet) и обеспечивает низкую стоимость передачи в расчете на единицу объема информации (приближенной к стоимости передачи данных по Internet, а не ТфОП).

Основными свойствами NGN являются:

- "мультисервисность", под которой понимается независимость технологий предоставления услуг от транспортных технологий;

- "широкополосность", т. е. возможность гибкого и динамического изменения скорости передачи информации в широком диапазоне в зависимости от текущих потребностей пользователя;

- "мультимедийность" - способность сети передавать многокомпонентную информацию (речь, данные, видео, аудио) с необходимой синхронизацией этих компонентов в реальном времени;

- "интеллектуальность", под которой понимается возможность управления услугой, вызовом и соединением со стороны пользователя или поставщика услуг;

- "многооператорность" - участие нескольких операторов в процессе предоставления услуги и разделение их ответственности в зависимости от области их деятельности.

Структура сети, построенной по технологии NGN, представлена на рисунке 7.1.

Если представить архитектуру NGN в виде набора плоскостей, то внизу окажется плоскость абонентского доступа, базирующаяся на трех средах передачи: металлическом кабеле, оптоволокне и радиоканалах, далее идет плоскость коммутации - коммутации каналов и/или коммутации пакетов, а над ними располагаются программные коммутаторы (Softswitch), составляющие плоскость управления ресурсами.

Ещё выше находится плоскость управления услугами. Сети NGN поддерживают одну платформу управления и имеют общее ядро и для мобильной, и для фиксированной связи. В итоге абоненты получают единый набор услуг: и для ТФОП, и для IP-телефонии, и для мобильной сети.

Рисунок 7.1 – Архитектура сети NGN

Главным признаком NGN является предоставления услуг телефонной связина базе программных коммутаторов SoftSwitch. Softswitch центральное устройство в телефонной сети, соединяющее вызовы с разных телефонных линий, исключительно средствами программного обеспечения. Softswitch осуществляет управление:

1) вызовами;

2) медиашлюзами (Media Gateway, MG);

3) распределением ресурсов магистральной сети;

4) обработкой сигнальных сообщений;

5) аутентификацией;

6) учетом стоимости услуг;

7) предоставлением абонентам речевых услуг связи, мобильной связи и мультимедиа связи.

Softswitch, как IP-АТС, представляет собой комплекс программно-аппаратных средств, предназначенных для регистрации, управления оконечными и узловыми устройствами IP-сети, который также управляет маршрутизацией вызовов, различными услугами (переадресация, удержание, перевод вызова, конференции и т. п.), отслеживанием продолжительности соединений и т. д. На основе данных, полученных с этого программно-аппаратного комплекса, специальное ПО (биллинговые системы) определяет стоимость звонков и пользования услугами, которые предоставляет оператор. Системы позволяют подключать многие миллионы клиентских устройств (IP-телефонов, IP-шлюзов и т. п.) и управлять ими. С другой стороны, Softswitch представляет собой просто специализированное ПО, устанавливаемое на сервер. И если с IP-сетью у него "полное взаимопонимание", то для соединения с "традиционной" телефонной сетью Softswitch "разбрасывает щупальца" специализированных шлюзов — медиашлюзов и шлюзов сигнализации.

Но не одним процессом передачи данных ограничиваются функции Softswitch. В частности, к нему добавляется традиционное для многих IP-сетей устройство — сервер ААА или "triple A" (Authentication, Authorization, Accounting — идентификация, авторизация, тарификация), который взаимодействует с софтсвитчом по специализированному протоколу RADIUS (Remote Authentication Dial-In User Service — служба дистанционной идентификации пользователей по телефону).

Итак, Softswitch — в первую очередь, реализует функции Call Agent, управляя обслуживанием вызовов, т. е. распознаванием и обработкой цифр номера для функций маршрутизации и распознаванием момента ответа вызываемой стороны, момента, когда один из абонентов кладет трубку, а также регистрацией этих действий для начисления платы. Softswitch координирует обмен сигнальными сообщениями между сетями, управляет действиями, обеспечивающими соединение с логическими объектами в разных сетях, и преобразует информацию в сообщениях с тем, чтобы они были понятны на обеих сторонах несхожих сетей.

Рисунок 7.2 – Установление соединения «телефон телефон» в сетиNGN

Медиашлюзы, устанавливаются на границе NGN и традиционной ТФОП и стыкуют VoIP среду и линии ИКМ или аналоговые телефонные линии. Медиашлюзы выполняют компрессию и пакетизацию голоса, передачу компрессированных голосовых пакетов в сеть IP (рисунок 7.2), а также проводит обратную операцию для вызовов пользователей телефонной сети из сети IP, а также преобразование всех телефонных сигналов («вызов», тоновый набор, занято) в пакетный трафик. Один программный коммутатор может управлять множеством медиашлюзов, в том числе разнесенных географически. Расстояния между этими двумя устройствами в принципе может достигать тысяч километров, хотя их взаимное размещение стараются оптимизировать, а работу программных коммутаторов – дублировать. Медиашлюзы (Media Gateway), управляемые программным коммутатором, переправляют потоки в сеть доступа, преобразуя их в соответствующий формат.

Шлюз сигнализации находится на границе между ТфОП и IP-сетью. Шлюз сигнализации транслирует сигнальную информацию из ТфОП через пакетную сеть программному коммутатору или другим шлюзам сигнализации.

На уровне опорной коммутации осуществляется коммутация пакетов с помощью маршрутизаторов или IP-коммутаторов уровня 3, в которых обработка пакетов выполняется аппаратно. Пакетная сеть передачи данных с большой пропускной способностью, как правило, строится по технологии MPLS, что обеспечивает гибкую, скоростную и эффективную среду передачи. Данные любого типа (голос, видео, информация системы охранно-пожарной сигнализации и т. п.) доставляются абонентам быстро и с высоким качеством.

На уровне доступа в сети NGN, как правило, устанавливаются узлы мультисервисного доступа (Multi Service Access Node, MSAN). MSANы подключаются к опорной IP-сети почти всегда оптическим кабелем и очень редко медным кабелем. Для подключения IP-сети к MSANам в подавляющем большинстве случаев используется технология GE, и очень редко для этой цели применяются тракты SDH или тракты E1. MSANы могут соединяться между собой оптическим кабелем и подключаться к опорной IP-сети с использованием топологии дерево, линейная цепь, но чаще всего используется более живучая топология кольцо. Длина оптического кабеля между узлами такой сети может быть от единиц до 100км, что особенно актуально для сельских сетей связи. MSANы могут устанавливаться либо в уличных необслуживаемых шкафах (рисунок 6.3), либо в подъездах жилых домов, либо в виде IP-шлюза прямо в квартире у абонента.

В зависимости от потребностей абонентов в корпус MSAN устанавливаются те или иные блоки, обеспечивающие необходимые интерфейсы, например: интерфейсы POTS (для подключения обычного аналогового телефона), интерфейсы ADSL, VDSL, SHDSL для подключения DSL-модемов, интерфейсы Ethernet (для подключения локальных компьютерных сетей), интерфейсы WiMAX, LTE (чтобы обеспечить возможность осуществить беспроводной доступ мобильных пользователей), С помощью интерфейсов FTTH можно от MSANа завести волокно прямо в квартиру абонента.