Концепция построения интеллектуальной сети связи

Интеллектуальная сеть связи (ИСС) определяется как сетевая структура, состоящая из базовой сети и интеллектуальной надстройки, взаимодействующих друг с другом в соответствии с установленными протоколами и интерфейсами и создаваемых с целью предоставления абонентам расширенного набора услуг [5].

Как известно, современные сети электросвязи (в частности ЕСЭ России) кроме первичной сети, по которой осуществляется физическая передача сигналов, содержат вторичные сети. В рамках каждой вторичной сети возникает задача предоставления абонентам основных, дополнительных, информационных услуг, отвечающих личным потребностям каждого абонента. В этом контексте ИСС рассматривается не как отдельная вторичная сеть, а как концептуальная основа для быстрого, гибкого и эффективного внедрения дополнительных сетевых услуг на базе существующих вторичных сетей электросвязи, поддерживающих основные» информационные службы.

Номенклатура услуг ИСС и их компонентов имеет открытый характер. Она будет дополняться и расширяться все новыми и новыми возможностями, поскольку зависит от фантазии разработчиков и требований абонентов.

Виды информационного сервиса, обеспечиваемые интеллектуальной сетью, делятся на две группы:

— основные виды обслуживания (ОВО), связанные непосредственно с установлением соединений при коммутации каналов или виртуальных соединений при коммутации пакетов, передачей пакетов по сети, учетом междугородных переговоров и т. д.;

— дополнительные виды сервиса (дополнительные виды обслуживания — ДВО), например оплата разговора вызываемым абонентом, передача вызова на другой телефон, конференц связь и др.

Характерной особенностью основных видов сервиса является то, что они обычно остаются неизменными в течение длительного времени и используются при каждом вызове.

ДВО используются только при соответствующей заявке абонента, и они могут быть различными для разных групп абонентов. В связи с этим основой функционирования ИСС являются отделение функций управления основными видами обслуживания от функций управления дополнительными видами обслуживания и централизация функций ДВО (рис. 7.15). Для решения этой задачи предусматривается введение в ИСС следующих функциональных элементов [6]:

— точки коммутации сервиса (ТКС) — модуля, который распознает вызов, требующий выполнения ДВО;

— интерпретатора вида сервиса (ИВС) — модуля, который содержит логические средства и данные, необходимые для обслуживания заявки на тот или иной вид сервиса;

— сетевой информационной базы данных (СИБД), в которой хранятся данные о номерах и адресах абонентов, параметры маршрутов установления соединений, сервисные логические программы (СЛП) выполнения различных видов сервиса;

— устройства управления сетевыми ресурсами (УСР). функциональные элементы ИСС должны быть размещены в физической среде, которая определяется типом коммутируемой сети связи. Поскольку главной особенностью технологии ИСС является принцип отделения процессов выполнения ДВО от процессов выполнения основных видов обслуживания, т. е. система выполнения ДВО не зависит от типа коммутируемой сети связи, технология ИСС может быть реализована на базе любой коммутируемой сети общего пользования, сети ведомственной связи, информационной сети, сети передачи документальной информации. Однако, принимая во внимание мировой опыт и учитывая, что в России телефонная сеть общего пользования является самой разветвленной и мощной сетью, приносящей ежегодно большую часть всех доходов от услуг электросвязи, практическую реализацию концепция ИСС России получила на базе этой сети.

На рис. 7.16 приведена архитектура ИСС, представляющая собой комбинацию базовой сети телефонной связи общего пользования и интеллектуальной надстройки. Надстройка ИСС включает: — коммутационную систему, представляющую собой оконечный или окончено транзитный узел коммутации, где размещается точка коммутации сервиса (ТКС);

— интеллектуальную периферию (ИП), содержащую синтезаторы и распознаватели речи;

— систему оперативного управления (СОУ), являющуюся частью системы административного управления (САУ);

— центр управления услугами (ЦУУ), содержащий ИВС, СИБД и УСР. Система ЦУУ содержит выполняемую на ЭВМ совокупность протоколов, обеспечивающих взаимодействие сети сигнализации, логических средств и базы данных при формировании сервисных логических программ (СЛП) из имеющихся функциональных компонентов

(ФК) с последующей передачей их по сети сигнализации в коммутируемую сеть. ЦУУ является одним из основных элементов ИСС, обеспечивающих централизованное управление видами сервиса.

Система оперативного управления обеспечивает при участии оператора формирование новых ФК, составление и модификацию СЛП, введение новых и исключение имеющихся видов сервиса по запросам абонентов, а также сбор статистики о частоте выполнения видов сервиса и повреждениях на ИСС, техническое обслуживание ИСС. В САУ располагаются вычислительные ресурсы, необходимые терминалы, база данных и экспертная система, позволяющая, в частности, облегчить и ускорить процесс формирования СЛП.

Центр управления услугами, как показано на рис. 7.16, связан с коммутационной станцией, имеющей ТКС, через сеть сигнализации, содержащую узлы коммутации сети сигнализации (УКСС). В коммутируемую сеть могут включаться различные терминальные устройства, в том числе телефонные аппараты и персональные ЭВМ. Абоненты узла коммутации, в котором отсутствует ТКС, могут получать необходимое обслуживание от опорного узла коммутации с ТКС, к которому подключен данный узел коммутации (УК).

Процесс выполнения сервиса в ИСС осуществляется в соответствии с временной диаграммой, представленной на рис. 7.1.7.

ТКС в узле коммутации распознает потребность в ДВО (1) и посылает через сеть сигнализации в ЦУУ запрос о необходимости выполнения ДВО. ИВС в ЦУУ определяет вид ДВО. Из СИБД считывается необходимая для выполнения ДВО информация: СЛП и сопровождающие данные. Время дешифрации вида обслуживания (2), считывания (3) и выполнения соответствующей СЛП (4) составляет задержку процесса обслуживания заявки абонента (5).

Для концепции ИСС характерен ряд особенностей. Основной является отделение функций предоставления услуг от функций коммутации. Если в УК эти функции непосредственно связаны и реализуются в одном физическом объекте, то в ИСС они распределены по различным сетевым элементам: функции коммутации остаются в базовой сети, а предоставление услуг осуществляется через специальный прикладной программируемый интерфейс (ППИ). Непосредственное управление услугами и взаимодействие с базовой коммутируемой сетью происходят через интерфейс управления ресурсами (ИУР) (рис. 7.18).

Прикладной программируемый интерфейс скрывает от разработчиков программного обеспечения услуг аспекты распределенности

функций управления услугами, которые выполняются в базе данных реального времени, и позволяет использовать (в виде стандартных процедур) повторяющиеся в различных услугах отдельные функциональные модули.

Что касается ИУР, то, имея стандартизированные протоколы обмена информацией между функциями управления услугами и коммутации при внедрении в сети связи новых функциональных возможностей ИСС, операторы сети освобождаются от жесткой зависимости от типа коммутационного оборудования. Вместо того чтобы вносить бесконечные изменения в функции коммутации при построении или расширении ИСС, оператор сети должен только проследить за тем, чтобы устанавливаемое на его сети оборудование соответствовало стандартным протоколам взаимодействия. Это дает большие возможности выбора приемлемого оборудования.

Таким образом, наличие ППИ и ИУР позволяет вносить в ИСС любые независимые изменения как в интеллектуальной надстройке, так и в базовой сети.

Структура сетевого информационного комплекса баз данных. СИБД может быть централизованной, децентрализованной и распределенной.

Централизованная организация СИБЛ. Сервисные логические программы размещаются в памяти ЦУУ, при этом управление выполнением ДВО может быть централизованным или децентрализованным. При централизованном принципе управления передача СЛП из ЦУУ в УК осуществляется в покомандном режиме. При децентрализованном управлении СЛП пересылается в буфер УК и управление осуществляется управляющей ЭВМ УК. Решение задачи выбора принципа управления зависит от типа коммутируемой сети связи, так как скорость передачи по линиям связи значительно влияет на время предоставления ДВО. Если ИСС реализуется на базе ISDN с высокими скоростями передачи по линиям связи, то централизованное управление принципиально способно обеспечить требуемое быстродействие в предоставлении сервиса, т. е. такой принцип построения СИБД и управления выполнением ДВО оправдан. Если основой ИСС являются аналоговые каналы, целесообразно использовать децентрализованный принцип управления ДВО. Для существующих сетей (во многих случаях) скорости передачи по каналам связи значительно ниже 64 кбит/с, поэтому время задержки в предоставлении ДВО, связанное с пересылкой СЛП в УК, заметно увеличивается, т. е. покомандное управление из ЦУУ при низкой скорости передачи на существующей сети с аналоговыми телефонными каналами может оказаться менее эффективным.

Децентрализованная организация СЯБД. Наряду с основной базой данных (ОБД) в ЦУУ имеется сателлитная база данных (САБД) в узле коммутации. В этом случае наиболее часто используемые программы ДВО дублируются из основной БД, находящейся в центре управления услугами, в сателлитную БД узла коммутации.

Поскольку частота использования ДВО меняется, целесообразно предусмотреть динамический механизм смены содержимого сателлитной БД при изменении набора используемых СЛП. При децентрализованной организации СИБД должны быть выбраны размер сателлитной БД и алгоритм замещения СЛП в сателлитной БД. Следует отметить, что в общем случае количество уровней децентрализованной СИБД может быть больше двух.

Распределенная организация СИБД. База данных распределена по УК. При наличии в сети нескольких зон со своими ЦУУ возникает задача минимизации числа пересылок СЛП между ЦУУ различных зон (рис. 7.19).

Таким образом, варианты структур сетевого информационного комплекса баз данных в интеллектуальной сети многообразны, и выбор того или иного зависит от особенностей требований обслуживаемых абонентов и возможностей данной сети.

Реализация интеллектуальной сети связи на базе существующей телефонной сети общего пользования РФ. Наиболее эффективным способом концепция ИСС может быть реализована на базе цифровой телефонной сети. Однако в настоящее время на местных городских и сельских телефонных сетях число АТС с управлением по записанной программе не превышает 2 и 0,15% соответственно. При реализации услуг ИСС на телефонной сети общего пользования ЕСЭ России необходимо учитывать недостаточную степень цифровизации, отсутствие системы сигнализации # 7 и различные способы построения местных сетей. Кроме того, отсутствие в отечественной практике опыта предоставления и использования дополнительных услуг приводит к необходимости разработки технических решений, которые позволят поэтапно создавать ИСС с учетом особенностей существующей Взаимоувязанной сети связи России. Вследствие этого вполне разумным на данном этапе представляется объединение двух процессов: цифровизации ТФОП и создания в отдельных регионах страны цифровых «интеллектуальных островов». В дальнейшем предполагается объединение таких «островов» в национальную ИСС России.

Исследования и разработки в данном направлении проводились ЦНИИС и МТУСИ с начала 1994 г. Одним из результатов явилось создание опытной зоны ИСС в Московской области. В основу ее проектирования положены решения, разработанные для реализации ИСС на зоновом уровне и позволяющие обеспечить унифицированный доступ к услугам независимо от местонахождения пользователя. Для доступа к ресурсам ИСС используется один из незадействованных междугородных кодов, служащий индексом выхода на услуги ИСС.

Чтобы на практике показать возможность реализации услуг ИСС на базе существующей ТФОП с учетом всех ее особенностей и ограничений, в качестве базового коммутационного оборудования была выбрана аналоговая телефонная станция типа АМТС-З, которая в течение долгого времени преобладала на междугородной сети. Такой станцией является телефонно-телеграфная станция в городе Павловский Посад, обслуживающая практически третью часть всей Московской области (рис. 7.20).

На опытной зоне реализованы две услуги ИСС: универсальный номер (УН) и персональный номер (ПН).

Услуга УН позволяет распределять маршруты вызовов, поступающих по единому логическому номеру абонента, на несколько физических сетевых номеров в зависимости от ряда параметров (атрибутов услуги), которые назначаются самим абонентом (время суток, день недели, местоположение пользователя). На основе УН можно реализовать и другие услуги за дополнительную плату, например носящие информационно-справочный или развлекательный характер [7].

Услуга ПН позволяет абоненту в пределах всей территории России получать входящие вызовы по одному логическому номеру и по существу является аналогом услуг подвижной связи (пейджинговая связь), реализованных на фиксированной сети.

Ядром оборудования, реализующего указанные выше функции, является аппаратно-программный комплекс управления услугами интеллектуальной сети (АПКУ-ИСС), специально разработанный для предоставления дополнительных сетевых услуг на базе существующего аналогового и цифрового коммутационного оборудования (рис. 7.21). По своим функциональным возможностям он является аналогом узла оперативного управления с функциями эксплуатационной поддержки. Оборудование АПКУ-ИСС позволяет реализовать все основные процессы технической эксплуатации и управления услугами, включая

— непосредственное управление обработкой вызовов ИСС; — административное управление: регистрация абонентов ИСС, назначение атрибутов услуг индивидуально для каждого абонента, тарификация и начисление оплаты, сбор и обработка статистической информации и др.;

— функции технической поддержки: контроль текущего состояния оборудования, управление резервированием данных, тестирование, отладка и др.

В состав АПКУ-ИСС входят: — контроллер интерфейса (КИ) с набором сетевых и системных адаптеров (рис. 7.22);

— речевой авто информатор (РА), который до момента установления соединения с абонентом ИСС обеспечивает предоставление пользователю предварительно записанной аудиоинформации;

— приемопередатчик речевой информации (ПРИ), обеспечивающий прием от пользователя

дополнительной номерной информации. Он позволяет реализовать ряд дополнительных функций, облегчающих пользование услугами ИСС, например режим речевого меню;

— специальное программное обеспечение и база данных, рабочее место оператора (ПЭВМ).

В комплект КИ входят адаптеры сопряжения с АМТС и стыка RS-232 для обмена информацией с рабочим местом оператора. Один КИ может одновременно обслуживать до 16 вызовов. Для увеличения пропускной способности в состав АПКУ может быть включено несколько КИ, объединенных с помощью адаптера Enternet в локальную сеть.

Адаптер — устройство или программа, предназначенные для согласования параметров входных и выходных сигналов в целях сопряжения объектов. В настоящее время разрабатываются сетевые адаптеры для сопряжения АПКУ-ИСС с цифровыми АМТС любых типов, а также для взаимодействия КИ с оборудованием узлов управления услугами по протоколу Х.25 или ОКС # 7.

Управление и эксплуатационная поддержка процесса предоставления услуг осуществляются с помощью разработанной системы специального программного обеспечения (СПО).

Управление процессом обработки вызовов происходит в режиме реального времени. Одновременно оператор может выполнять действия по административному управлению и технической эксплуатации, например корректировать записи базы данных или изменять конфигурацию системы.

Специальное программное обеспечение может функционировать под управлением операционной системы MS-DOS или OS/2. Для поддержки режима реального времени при работе под управлением MS-DOS в системе СПО реализована специальная система управления, которая изображена на рис. 7.23.

База данных (БД) СПО состоит из административной и оперативной (технологической) частей. В административной части хранится информация, необходимая для административного управления услугами, например данные об абонентах, тарифах, статистическая информация и т. д.

Оперативная часть БД содержит информацию, используемую непосредственно в процессе обслуживания вызовов, например программы логики услуги (ПЛУ), а также значения конкретных атрибутов услуг для каждого из абонентов.

В полном соответствии с международными стандартами и рекомендациями ПЛУ состоят из независимых от услуг конструктивных блоков, реализованных в виде повторно используемых библиотечных процедур. В действующей версии СПО реализованы процедуры, обеспечивающие маршрутизацию вызовов в зависимости от времени суток, дней недели, состояния линии вызываемого абонента.

После анализа логического номера вызываемого абонента и определения типа услуги управление обработкой вызова передается соответствующей ПЛУ, загружаемой из оперативной БД. Выбранный согласно сценарию услуги физический номер транслируется в КИ, который инициирует установление соединения.

Следует отметить три варианта использования оборудования АПКУ в телефонной сети общего пользования.

Одним из них является вариант, продемонстрированный на опытной. зоне, где узел коммутации дооборудован АПКУ-ИСС и выполняет функции совмещенного узла коммутации и управления услугами (рис. 7.24).

Необходимо отметить, что после разработки сетевого адаптера (АМТС-Ц) число типов узлов коммутации, с которыми будет возможно сопряжение АПКУ-ИСС, значительно расширится. При этом на его основе можно будет реализовать услуги не только зонового, но и местного уровней, создавая ИСС на базе цифрового коммутационного оборудования операторов (УИВС, АМТС/АТС, PATЬ).

Другой способ использования АПКУ-ИСС связан с возможностью его применения при построении единой ИСС. Это обусловлено тем, что в ряде случаев дооснащение действующих узлов функциями коммутации услуг и программно-аппаратными средствами ОКС # 7 еще долгое время будет технически и экономически нецелесообразным (до тех пор, пока не будет развита федеральная система ОКС # 7 и станут эксплуатироваться цифровые станции, в которых не реализованы функции коммутации услуг). В этом случае роль согласующих устройств между узлами коммутации и интеллектуальной надстройкой ИСС сможет выполнять АПКУ-ИСС. При этом системы коммутации, дооснащенные АПКУ-ИСС, будут восприниматься ИСС как узлы коммутации услуг. Сопряжение с ними АПКУ будет осуществляться по стандартному цифровому стыку G.703, а взаимодействие с другими узлами ИСС — по сети или выделенным каналам ОКС-7 в соответствии с прикладным протоколом INAP (рис. 7.25).

Третьим вариантом применения АПКУ является его использование в качестве согласующего оборудования узла управления услугами (рис. 7.26).

Поскольку рынок дополнительных услуг связи в России только начинает формироваться, большинство операторов опасаются инвестировать значительные средства в импортное оборудование ИСС, так как не уверены в быстрой его окупаемости. Вследствие этого наличие оборудования на телефонной сети, позволяющего уже сегодня быстро и с незначительными финансовыми затратами предоставлять коммерчески оправданные дополнительные услуги, представляется вполне закономерным.

Необходимо отметить, что АРКУ в том виде, как он был задуман и продолжает разрабатываться, можно считать достаточно универсальным устройством, позволяющим не только реализовать основные функциональные возможности ИСС на существующей аналогово-цифровой телефонной сети общего пользования, но и предопределить направления ее развития.

Таким образом, концепция ИСС оказалась тем недостающим звеном в эволюции сетевых технологий, которое позволит интегрировать не только услуги, но и сети связи на новой основе. ИСС следует рассматривать не только с позиций внедрения новых услуг, но и как архитектурную концепцию, основные особенности которой будут характерны для всех перспективных сетей связи.

Дата добавления: 2015-09-06