Напрямки еволюції інтелектуальних мереж та шляхи інтеграціїінтелектуальної мережі та мережі Internet
Набірможливостей CS-1 є першим поколінням інтелектуальних мереж і має ряд обмежень:
1. У наборіCS-1 не стандартизовані інтерфейси між SCEP і SMP, а також інтерфейси SMP-SSP іSMP-SCP. Наслідком цього є те, що обладнання для створення послуг, для їхньогозавантаження в SCP, як і сам SCP, мають бути виготовлені одним виробником.
2. Нестандартизована взаємодія між SCP різних мереж. Ця обставина не дозволяєвикористовувати послуги, абоненти яких та/або користувачі якими перебувають урізних мережах IN.
3. Heпідтримуються послуги, які вимагають управління декількома учасниками зв'язку,через що відсутня можливість динамічно підключати та відключати учасниківбагатостороннього конференц-зв’язку.
4. Відсутняпідтримка функцій мобільності термінала, широкосмугових послуг і послугмультимедіа.
Наступніза CS-1 набори можливостей мають усунути деякі з зазначених вище недоліків(табл. 1).
Упакеті рекомендацій з набору CS-2 враховано основний недолік його попередника –неможливість взаємодії між різними мережами IN – і специфіковано інтерфейс міжSCP різних мереж, що дозволяє реалізувати функціональні можливості, якізабезпечують надання послуг IN на міжнародному рівні. Перелік блоків SIB у CS-2 був розширений, а дляїхнього опису було застосовано об’єктно-орієнтований підхід, який широковикористовується сьогодні у всіх телекомунікаційних технологіях.
Дляінтерфейсу з базами даних окрім протоколу INAP у CS-2 запропоновано використатипротокол доступу до директорії (DAP – Directory Access Protocol),визначений рекомендацією X.500. Призначенням протоколу DAP X.500 є забезпеченнянезалежності реалізації SDF від параметрів операцій, пов'язаних з конкретноюпослугою, яка не підтримувалася протоколом INAP CS-1.
Дляінтерфейсів SSF-SCF і SCF-SCF протокол INAP був розширений засобами підтримкимобільності користувачів (але не терміналів), обміну інформацією пронарахування плати та управління декількома учасниками зв'язку та/або сегментамиодного з'єднання.
Востаточному підсумку пакет рекомендацій із CS-2 фактично охопив всі можливості,які можна реалізувати на базі стаціонарної телефонної мережі, використовуючизакладені в концепції IN принципи.
Бурхливийрозвиток останніми роками альтернативних (відносно стаціонарної телефонноїмережі) систем зв'язку (мереж рухомого зв'язку, мереж IP, широкосмугових мереж)привернув увагу до питання про можливість застосувати до них концепцію IN і/абоможливості інтеграції цих мереж у глобальну мережу IN, яка матиме властивостівсіх конкуруючих технологій. Необхідність відпрацювання принципів створеннятакої мережі призвела до створення специфікацій таких наборів можливостей IN.Таблиця 1 – Характеристика наборівможливостей IN CS-1 – CS-4
Набір
можливостей CS-2 CS-3 CS-4
Основні
функції
Розподілена логіка послуги
Управління декількома сегментами одного з'єднання
Управління декількома учасниками зв'язку
Запит послуги під час зв'язку
Кілька точок управління (при обслуговуванні виклику на один CCF/SSF можуть впливати кілька програм у різних SCP)
Взаємодія з додатковими послугами ISDN
Керована взаємодія атрибутів в CCF/SSF Інтерфейси SCF-SCF, SDF-SDF, SCF-SDF.
SCF-SCF, SCF-SDF, SDF-SDF;
SMF-SSF, SMF-SRF, SMF-CUSF, SMF-SCF, SMF-SDF;
SMF-SMF, SMF-SMAF, SMF-SCEF.
Мобільність користувача
та термінала Підтримка мобільності користувача для послуги UPT у вузькосмугових мережах
Послуги мобільності термінала для вузькосмугових мереж.
Підтримка мобільності термінала для послуги UPT у вузькосмугових мережах
Послуги мобільності для широкосмугових мереж.
Підтримка мобільності для послуги UPT у широкосмугових мережах
Взаємодія
з IP-мережами – Надання послуги IN у телефонній мережі за запитом, ініційованим у мережі IP
Установлення з’єднання між мережами IP
Запит надання послуги IN у мережі IP (підтримка перерахування адрес IP/ТМЗК)
Підтримка
послуг B-ISDN –
Інтерактивні
Вибірки інформації (з'єднання типу «точка-точка»)
Інтерактивні
Вибірки інформації
Розподільні (односпрямовані з'єднання «точка – група точок» і двоспрямовані багатоточкові)
Узв'язку зі зростанням популярності технології Internet та інших мереж, щовикористовують протокол IP (Internet Protocol), телефонія все більшевикористовує їхні послуги. Щодо інтелектуальної мережі, то насамперед перевагивід інтеграції з мережею Internet матимуть важливе значення для послуги VPN. Можливостінадання, нарівні з телефонними послугами, послуг Internet, пов'язаних зпередачею мови, даних і факсимільних повідомлень, відеоконференцій тощо, атакож єдина система нарахування плати, є досить привабливими для корпоративнихклієнтів, які отримують єдину мережу з чудовою можливістю контролювати витрати.
Упроцесі конвергенції IP-мереж і телефонних мереж провідну роль відіграєінтелектуальна мережа. Головна особливість мереж IN полягає в їхньому фізичномута логічному розміщенні над базовими мережами, тому саме IN може успішновиступати як «мережний інтелект» об'єднаної мережі.
Зкінця 90-х років оператори мереж зв'язку почали пропонувати рішення, щобазуються на інтеграції телефонних послуг і послуг Internet. У складіінженерної проблемної групи Internet (Internet Engineering Task Force, IETF) організовано робочу групу підназвою PINT (PSTN and Internet Interworking), що визначила протокол взаємодії між телефонною мережею та Internet –PINT Profile. Цей протокол дозволяє залучати IP-мережу до надання телефоннихпослуг (рис. 1). При цьому Internet використовується для управляючих впливів, апередачу мови (або даних) бере на себе телефонна мережа. Роботи групи PINT нестосуються проблем передачі мови через границю між телефонними мережами таIP-мережами.
Такимчином, при об'єднанні можливостей телефонних мереж і IP-мереж можливе наданнядвох нових класів послуг: передача мови зверх протоколу IP (VoIP) і управлінняз'єднанням у телефонній мережі з IP-мережі. Аспекти взаємодії послуг/прикладнихпрограм IP і послуг IN є предметом стандартизації в рамках набору можливостейCS.
Длязабезпечення функцій сигналізації в IP-телефонії існують два основні стандарти:сімейство протоколів Н.323, розроблене ITU-T, і протокол SIP (Session Initiation Protocol), розроблений IETF. Протоколисімейства Н.323 і SIP є різними підходами до вирішення тих самих завдань. Якщоперші близькі до традиційних систем сигналізації, то другий реалізує більшпростий підхід на основі протоколу HTTP (Hypertext Transfer Protocol).
Урекомендації Н.323 неведено велику кількість різних варіантів проходженняз'єднань, що з великою ймовірністю гарантує сумісність різних систем. ПротоколSIP із повідомленнями, що базуються на текстовому форматі, простіший уреалізації та з точки зору додавання нових функцій. Систему об'єктів Н.323можна розглядати як прикладну мережу, накладену на мережу передачі даних(IP-мережа), тоді як послуги SIP орієнтовані на інтеграцію з послугамиInternet. Технологія Н.323 надає більше можливостей управління конкретноюпослугою зв'язку як у частині аутентифікації, так і в частині контролювикористання мережних ресурсів.
Роботунад проектом TIPHON (Telecommunications And InternetProtocol Harmonization Over Networks) було почато інститутом ETSI уквітні 1997 року з метою вирішення проблем взаємодії між IP-мережами тамережами комутації каналів (Circuit SwitchedNetwork, CSN), найбільшою з яких єсвітова телефонна мережа. У рамках проекту TIPHON розглядаються чотири можливихсценарії передачі мови:
• відкористувача IP-мережі до абонента мережі CSN з метою надати користувачамIP-мереж доступ до мовних послуг мереж із комутацією каналів, у тому числі, допослуг IN;
• відабонента мережі CSN до користувача IP-мережі з ідентифікацією викликуваноїсторони адресою в телефонній мережі (згідно з рекомендацією Е.164) абоIP-адресою;
• міжабонентами мереж CSN з використанням IP на магістралі;
• міжкористувачами IP-мереж з використанням CSN на магістралі та з ідентифікацієювикликуваної сторони адресою в телефонній мережі (згідно Е.164) або IP-адресою.
Базуючисьна стандартах Н.323 ITU-T для IP-мереж, специфікації TIPHON ETSI доповнюють їхдеякими обов'язковими процедурами, а також механізмами взаємодії з мережамикомутації каналів. Функціональна модель TIPHON складається з тих самихкомпонентів, що й модель Н.323, однак у ній передбачений розподіл шлюзу на тримережні елементи: шлюз сигналізації (SG – Signalling Gateway), транспортний шлюз (MG – Media Gateway) і контролер транспортного шлюзу (MGC– Media Gateway Controller). Схему взаємодії елементівархітектури TIPHON із телефонною мережею наведено на рис. 2.
/>
Рисунок2 – Архітектура взаємодії IN і IP-мереж
Шлюзсигналізації (SG)служить проміжною ланкою забезпечення сигналізації між IP-мережами та мережамиCSN. У завдання транспортного шлюзу (MG) входить перетворення та/абоперекодування інформації, що передається, перетворення адреси, заглушення еха,відтворення різних повідомлень для абонентів, прийом і передача сигналів DTMFтощо. Контролер транспортного шлюзу (MGC) виконує процедури сигналізації, яківизначені рекомендацією Н.323, і перетворює сигнальні повідомлення мережі зкомутацією каналів у повідомлення Н.323. Його основне завдання – управлятироботою транспортного шлюзу, тобто здійснювати управління з'єднаннями,використанням ресурсів, перетворенням протоколів тощо. В архітектурі TIPHONстраж воріт (GK), крім функцій, визначених для нього в Н.323, додаткововідповідає за нарахування плати, взаєморозрахунки та складання звітів провикористання ресурсів.
Розподіленаархітектура телефонного шлюзу пропонується також робочими групами IETF.Відповідно до підходу IETF, основу моделі шлюзу також становлять три зазначенівище елементи: шлюз сигналізації (SG), контролер транспортного шлюзу (MGC) ітранспортний шлюз (MG). Функції кожного з цих елементів теж практично не відрізняютьсявід тих, що визначено робочими групами TIPHON. При використанні системисигналізації СКС№7 у контролер IP-мережі направлятимуться повідомленняпідсистеми ISUP. При використанні сигналізації по виділених сигнальних каналах(ВСК) сигнальні повідомлення спочатку разом з інформацією абонента надходять утранспортний шлюз, а потім – у контролер транспортного шлюзу. Для інкапсуляціїтелефонних протоколів сигналізації (ISUР, ВСК, PRI) і передачі інформації, якувони переносять, в контролері транспортного шлюзу використовується протоколMDTP (Multi-Network Datagram Transmission Protocol).
КонтролерMGC аналізує сигнальні повідомлення та передає керуючу інформацію в шлюз MG,використовуючи спеціальний протокол, що дозволяє управляти ресурсами (системою інтерактивногомовного відгуку, мостами конференц-зв’язку тощо). Цей самий протокол забезпечуєуправління прийомом і формуванням сигналів DTMF і акустичних сигналів,заглушенням еха, використанням різних кодеків (G.711, G.723.1, G.729, GSM іт.д.), збором статистики, тестуванням кінцевих точок (наприклад, випробуваннямипо шлейфу), резервуванням, відключенням і блокуванням кінцевих точок ішифруванням.
Утой час як у проекті ETSI TIPHON розглядаються проблеми взаємодії з мережамикомутації каналів з погляду IP-мереж, ITU-T сфокусував свої дослідження напроблемах взаємодії IP-мереж та IN. Перший варіант функціональної архітектуриінтегрованої IN/IP-мережі було запропоновано в 1998 році. Починаючи з цьоговаріанта, ITU-T проводить дослідження двох основних груп аспектів, пов'язанихіз взаємодією IN і мереж IP: передача операцій протоколу INAP поверх протоколуIP і атрибути послуг IN/IP для можливого включення в набори можливостей CS-3 іCS-
Нарис. 3 подано розширену функціональну архітектуру підтримки послуг, щонадаються спільно телефонними та IP-мережами за правилами концепції IN. Цямодель є розширенням функціональної моделі CS-2 IN і містить нові функціональні об'єкти, що забезпечують взаємодію з IP-мережами. На рисунку такожпоказано функціональні об'єкти IP-мережі, залучені в процес комутації тауправління послугами. Архітектура має забезпечувати як передачу мови на базітехнології VoIP, так і встановлення з'єднань у телефонній мережі за запитом ізIP-мережі.
Функціональнийоб'єкт PINT-сервер призначений для прийому та обробки запитів організаціїзв'язку в телефонній мережі, що надходять від PINT-клієнтів, які єкористувачами IP-мережі, і для передачі інформації про результат виконаннятаких запитів. PINT-сервер направляє запити до SCF, передаючи їх черезфункціональний об'єкт – шлюз управління послугами (Service Control Gateway Function, SC GF).
/>
Рисунок3 – Функціональна архітектура IN для підтримки послуг, що надаються IP-мережами
Функціональнийоб'єкт страж воріт (Gatekeeper Function, GK F) може розглядатися яклогічний комутатор, що реалізує функції управління зв'язком (ССF) в IP-мережі. Сигналізаціяуправління зв'язком (Н.225) і сигналізація управління з'єднанням (Н.245) увипадку передачі мови засобом VoIP направляється до GK F, який вирішує завданнямаршрутизації, за необхідності звертаючись до допомоги SCF. Для цього GK, крімфункцій GK F, повинен містити функції SSF.
Функціональнийоб'єкт шлюз до SCF (ServiceControl Gateway Function, SC GF) забезпечує взаємодію міжрівнями управління послугами в інтелектуальній та в IP-мережах. SC GF дозволяє«приховати» від елементів IP-мережі функціональні об'єкти SCF і SRF, виступаючив ролі проміжного погоджуючого пристрою. SC GF приймає запити виконання послугвід PINT-сервера в домені IP-мережі та доставляє їх в SCF. Запит містить інформацію,яка необхідна SCF для управління послугою, ідентифікації користувачів іаутентифікації даних, а також для запобігання некоректного використанняIP-мережею ресурсів IN. Під час запиту послуги IN, коли один з учасників зв'язкурозташований в IP-мережі, тобто є Н.323-терміналом, SC GF виконує функції сполучення,забезпечуючи перетворення протоколів нижнього рівня та адресної інформації, атакож взаємодію з декількома GK F.
Функціональнийоб'єкт шлюз управління зв'язком і параметрами доставки інформації (Call/Bearer Gateway Function, С/В GF) виконує функції доступу доIP-мережі через телефонну мережу, наприклад, установлення зв'язку з Internet задопомогою модемного з'єднання (режим dial-up), і функції взаємодії VoIP ітелефонної мережі. С/В GF здійснює перетворення форматів, які використовуютьсядля доставки інформації в мережах різного типу.
Функціїшлюзу експлуатаційного управління (Management Gateway Function,MGF) поки не визначені.
ІнтерфейсIF3 використовується для передачі від GK F до SCF запитів активізації логікипослуг і надає SCF можливість передавати до GK F команди управління шлюзом зметою збору відомостей, необхідних для виконання послуги (інформації проідентифікацію, аутентифікацію та нарахування оплати). У напрямку до SC GF черезінтерфейс IF3 від SCF передаються запити надання послуг в IP-мережі. Дляпереносу через IF3 інформаційних потоків використовується протокол INAP.
ІнтерфейсIF4 передбачає розширення можливостей зв'язку між SCF і SRF. Вінвикористовується для передачі з боку SCF до SRF запитів вибірки зазначенихданих з SC GF. Крім того, через IF4 з боку SCF до SRF передається командаперетворити вибрані дані у формат, що вимагається для їхньої передачітелефонною мережею.
ІнтерфейсIF5 між CCF і C/BG F необхідний для надання послуг, що базуються на VoIP.Роботи над його специфікацією ведуться в ITU-T, ETSI та IETF; очікується, щовін не матиме особливостей, специфічних для IN.
Черезінтерфейс IF6 до SDF доставляється інформація про стан C/B GF з метою виборушлюзу засобами IN.
ІнтерфейсIF7 необхідний для передачі від H.323-GK F/SSF до SC GF запитів активізації управлінняпослугою з боку Н.323-термінала.