Архитектура

С развитием инфокоммуникационных услуг стали весьма популярны обсуждения различных вариантов архитектуры ССП, 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 ССП:

Рис. 1.1. Архитектура сети следующего поколения

· уровень управления услугами;

· уровень управления коммутацией;

· транспортный уровень;

· уровень доступа.

Перспективная архитектура показана на рис. 1.2. Здесь отчетливо видна иерархия сетевой инфраструктуры: уровень опорной коммутации, уровень управления коммутацией и передачей информации, уровень управления услугами, уровень доступа. Задача уровня опорной коммутации — коммутация соединений и прозрачная передача информации. Уровень управления коммутацией и передачей служит для обработки сигнальных команд, маршрутизации вызовов и управления потоками. Уровень управления услугами содержит в себе логику предоставления услуг и доступа к приложениям. Уровень доступа предоставляет широкий набор интерфейсов для подключения к услугам сети.

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.

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).

SoftSwitch: являясь базовым оборудованием NGN, SoftSwitch выполняет функции управления вызовами, управления доступом к медиашлюзу, распределения ресурсов, обработки протоколов, маршрутизации, аутентификации и тарификации, а также предоставляет абонентам базовые услуги передачи речи, услуги мобильной связи, мультимедийные услуги и интерфейсы прикладного программирования (API; Application Programming Interface).

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 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.

Определяют 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. 2.4):

· 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).

В состав базовой сети ССП 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).

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.

Архитектура сети электросвязи, построенной в соответствии с концепцией ССП, представлена на рис. 2.5 (с некоторыми упрощениями).

В структуре сетей NGN присутствует несколько элементов, представляющих собой отдельные устройства или произвольные комбинации в интегрированном устройстве. Наиболее важными элементами сети NGN являются:

· Медиа-шлюз (MG) терминирует голосовые вызовы из телефонной сети, сжимает и пакетирует голос, передает сжатые голосовые пакеты в сеть IP, а также проводит обратную операцию для голосовых вызовов из сети IP. Наряду с вышеописанным медиа-шлюз может также включать функциональность для удаленнного доступа, маршрутизации, виртуальных частных сетей, фильтрования трафика TCP/IP и т.п.

· Шлюз сигнализации (SG) служит для преобразования сигнализации и обеспечивает ее прозрачную передачу между коммутируемой и пакетной сетью. Он терминирует сигнализацию и передает сообщения через сеть IP контроллеру медиа-шлюза или другим шлюзам сигнализации.

· Контроллер медиа-шлюза (MGC) выполняет регистрацию и управляет пропускной способностью медиа-шлюза. Через медиа-шлюз обменивается сообщениями с телефонными станциями.

Концепция ССП во многом опирается на технические решения, уже разработанные международными организациями стандартизации. Так, взаимодействие серверов в процессе предоставления услуг предполагается осуществлять на базе протоколов, специфицированных IETF (MEGACO), ETSI (TIPHON), Форумом 3GPP2 и т.д. Для управления услугами будут использованы протоколы H.323, SIP и подходы, применяемые в интеллектуальных сетях связи.

В качестве технологической основы построения транспортного уровня сетей связи следующего поколения рассматривается технология IP/MPLS с возможным применением в будущем оптической коммутации.

В настоящее время проблема перехода от традиционных сетей с коммутацией каналов к сетям с коммутацией пакетов (NGN) является одной из наиболее актуальных для операторов связи. Перспективные разработки в области IP-коммуникаций связаны с созданием комплексных решений, позволяющих при развитии сетей следующего поколения сохранять существующие подключения и обеспечить бесперебойную работу в любой сети телефонного доступа: на инфраструктуре медных пар, по оптическим каналам, на беспроводной (WiMAX, WiFi) и проводной (ETTH, PLC и т. д.) сети. Согласно концепции «неразрушающего» перехода к NGN, подобные решения должны позволять точечно переводить отдельные сегменты на новые технологии без кардинальной смены всей структуры сети. В частности, решения для «неразрушающего» перехода к NGN должны отвечать следующим требованиям:

§ интеграция в существующую сеть оператора, поддержка не только новой транспортной технологии, но и привычной модели управления;

§ полностью модульная архитектура с возможностями географического распределения и резервирования;

§ возможность гибкого увеличения производительности путем приобретения лицензий и добавления в систему серверов;

§ возможность внедрения новых видов услуг в минимальные сроки;

§ соответствие требованиям законодательства об архитектуре сети.

Дата добавления: 2015-08-17