КОНЦЕПЦІЯІНТЕЛЕКТУАЛЬНОЇ МЕРЕЖІ
1 Еволюціятелекомунікаційних послугДосередини 80-х років основним завданням під час проектування систем зв'язку булозабезпечення високої пропускної спроможності за прийнятною ціною. Оскільки цямета була частково досягнута з розгортанням волоконно-оптичних систем івпровадженням технологій SDH, B-ISDN, ATM, на телекомунікаційному ринку набуваєзначущості інший фактор – можливість швидкого розвитку комплекснихтелекомунікаційних послуг, що задовольняють зростаючі потреби абонентів.Загалом в історичному розвитку телекомунікаційних мереж і послуг можна умовновиділити такі основні етапи (рис. 1):1. Побудова телефонної мережі загальногокористування ТМЗК (Public Switched Telephone Network, PSTN). На даному етапі створюваласянаціональна аналогова телефонна мережа загального користування, орієнтована напередачу мовних повідомлень. Надалі в ТМЗК за допомогою модемів сталаздійснюватися передача даних.2. Цифровізація телефонної мережі. Для підвищенняякості послуг зв'язку, підвищення автоматизації управління та технологічностіобладнання на даному етапі починають створюватися інтегральні цифрові мережі (Integrated Digital Network, IDN), які надаютьтакож в основному послуги телефонного зв'язку на базі цифрових систем комутаціїта передачі інформації.3. Інтеграція послуг. На даному етапірозширюється спектр послуг, що надаються абонентам мережі і з'являється концепціяцифрової мережі з інтеграцією служб (Integrated Service Digital Network, ISDN). Однак цяконцепція не мала широкого поширення через високу вартість обладнання.4. Створення інтелектуальної мережі (Intelligent Network, IN). Концепція IN буларозроблена для більш швидкого впровадження нових послуг при максимальноефективному використанні існуючої інфраструктури телекомунікаційної мережі./>Рисунок 1 – Етапи розвиткутелекомунікаційних послуг і мережДо50-х років ХХ століття телекомунікаційні мережі обмежувалися тільки передачеюаналогової телефонії. Основне завдання, яке в цей період ставили розробникимереж, полягало в якісній передачі мови на великі відстані з високою надійністюта мінімальною вартістю.
До середини XX-гостоліття в розвинених країнах оператори опинилися перед фактом значногозниження темпів зростання доходів від надання традиційних послуг. Попит на такіпослуги був повністю задоволений і в міру розвитку всіх галузей людськоїдіяльності на ринку зв'язку стали з'являтися користувачі, які вимагали новихтипів послуг окрім традиційного двоточкового мовного з'єднання. Звичайні мовніз'єднання між двома абонентами більше не могли задовольнити потреби клієнтівділового сектора, і вже з другої половини 60-х років оператори мереж зв'язкупочали пропонувати ряд послуг, щоб залучити нових користувачів: послуги,зроблені на замовлення для простих абонентів і послуги Centrex для діловихабонентів.
Перелік послуг, зроблених на замовлення, визначавсяможливостями комутаційних станцій, наприклад, абонент міг попросити розбудитийого дзвінком у певний час тощо.
Під Centrex спочатку розумівся спосіб наданняпослуг зв'язку абонентам декількох компаній на основі спільно використовуваноївідомчої комутаційної станції. З появою комутаційних станцій із програмнимуправлінням термін «Centrex» став означати спосіб надання додаткових послугділовим абонентам мережі загального користування, аналогічних послугам відомчоїАТС. Для цього АТС доустатковувалися спеціальним блоком, а багатокомпаній-користувачів заощаджували засоби на закупівлю, монтаж і експлуатаціювласних відомчих АТС, оскільки могли за допомогою Centrex створювати своїкорпоративні мережі, використовуючи ресурси телефонної мережі загальногокористування. Centrex дозволяв користуватися скороченим набором номера,тристороннім конференц-зв'язком, переадресацією виклику, переведенням з'єднанняна інший номер, постановкою виклику на очікування, встановленням з'єднання іззайнятим у цей момент абонентом після його звільнення тощо.
У випадку Centrex надання нових послуг вимагало узгодженняоператором із замовником цілого ряду специфічних вимог, виконувати які повиненбув виробник АТС. Внаслідок цього стандартизація для Centrex практичновідсутня, а його послугами користується досить незначна кількість абонентів зтих, кому ці послуги доступні. Зпочатком чергового бурхливого етапу інформаційної революції з'явилася потребапередачі даних у величезних обсягах з високою швидкістю, у тому числі йкомутованими каналами. При цьому швидкість комутації аналогової телефоніїперестала бути задовільною. Подальший розвиток розвинених аналогових мереж іздосить високою якістю передачі мови в країнах Заходу до кінця 60-х років ставнедоцільним. У 70-х роках з’явилася концепція цифрової телефонії на базіможливості здійснення з'єднання зі швидкістю 64 кбіт/с, а також розвиткуцифрових сполучних ліній (наприклад, ІКМ). З середини 80-х років основна метащодо забезпечення високої пропускної спроможності за прийнятною ціною булапочасти досягнута з розгортанням волоконно-оптичних систем і впровадженнямтаких технологій як SDH і ATM. Цифровізаціямереж дозволила не тільки підвищити якість послуг, але й сприяла зростанню їхкількості. Внаслідок цього були сформульовані основні принципи створення цифровоїмережі з інтеграцією послуг абоISDN.Абонент ISDN одержує два інформаційних канали по 64 кбіт/с і одинканал сигналізації 16 кбіт/с для управління з'єднанням (2B+D).Загальна пропускна спроможність каналу становить 144 кбіт/с, що дозволяєпередавати навіть один відеоканал у реальному часі.
Ці нові мережі складаються з ISDN-станцій, які комутуютьцифрові потоки, що містять будь-яку інформацію: мова, дані, стисле відео тощо.Перетворення в аналоговий сигнал відбувається безпосередньо в абонентськомутерміналі. Крім того, всі комутаційні станції мережі ISDN на відміну віданалогових можуть працювати як одна велика станція, дозволяючи здійснюватиавтоматичну маршрутизацію виклику, рівномірний розподіл навантаження, матиєдиний план номерів, створювати віртуальну мережу, та надають цілий ряд іншихдодаткових послуг. За час свого розвитку концепція ISDN пережила зльоти йпадіння, пов'язані з коливанням потреб ринку та наявністю в абонентівкомп'ютерів. Нині практично всі комутаційні станції на мережах розвинених країнмають функції ISDN.
Однак ISDN та інші методи надання абонентам додаткових послугмають свої проблеми, що виражаються також у недостатній стандартизації,внаслідок чого у світі діє кілька несумісних стандартів. Крім того, длявведення нових послуг необхідно замінити програмне забезпечення кожноїISDN-станції, що вимагає значних капіталовкладень і колосальної інтуїції відоператора мережі, оскільки в цьому випадку крок «не в ту сторону»обходиться ще дорожче. Час життя комутаційного обладнання триває кількадесятків років, тому заміняти його щоразу для надання нової послуги недоцільно(і не заміняти не можна, оскільки існує різке зростання вимог до збільшеннякількості функцій, які мають бути підтримані мережею). Крім того, при введеннів такий спосіб нових послуг ускладнюється структура мереж, а також процесиуправління та експлуатації.
Необхідністьмодернізації обладнання та програмного забезпечення на всіх АТС мережі єслабким місцем усіх перерахованих технологій при розширенні набору послуг, якінадає мережа. Для вирішення питання про послуги, які оператор мережі хотів бизапропонувати своїм клієнтам, необхідно було погоджувати з виробникомобладнання характеристики майбутніх послуг і можливості їхньої реалізації.Розгортання кожної нової послуги вимагало модифікації апаратних засобів у всіхкомутаційних станціях. Цей процес ускладнювався ще й тим, що мережа оператора,як правило, складалася з обладнання декількох різних виробників, і інодітраплялося, що послуги в зоні обслуговування цього оператора виявлялися неповністю ідентичними. Крім того, після введення послуги в експлуатаціюмодифікувати її з урахуванням вимог нових груп клієнтів також було дуженепросто. Найчастіше для цього доводилося погоджувати з постачальникомобладнання додаткові зміни апаратних засобів. Як наслідок, оператору булипотрібні роки, щоб спланувати та реалізувати у своїй мережі нову послугу.Створення комутаційних станцій із програмним управлінням було суттєвим крокомуперед, який дозволив зробити логіку надання послуг програмованою, що значнополегшило реалізацію процесу надання послуг. Однак концепція надання послуг небула модульною. В міру зростання складності окремих послуг і залежності міжними додати нову послугу до вже існуючих ставало все складніше. Оператор не мігсам використати логіку, що підтримує одну послугу, для підтримки іншої.
Великакількість, складність і частота введення нових функцій у мережі зв'язкупотребували нового підходу, який міг кардинально змінити всі аспекти створеннята надання послуг, а також експлуатаційного управління ними. Виникланеобхідність переходу від консервативного підходу, який використовувавсяпротягом тривалих років і передбачав надання невеликого переліку послуг, достворення нової платформи, що дозволяє вводити широкий спектр нетрадиційнихпослуг і надає можливість «налаштовувати» їх під індивідуальні вимоги клієнта.Таким новим підходом стала концепція інтелектуальної мережі.
Основні ключові моменти розвитку телекомунікаційнихтехнологій, з погляду їх "інтелектуалізації", відбиті на рис. 1.
/>
Рисунок 1 – Ключові моменти розвитку телекомунікаційнихтехнологій
з погляду їх "інтелектуалізації"
Першим важливим моментом є поява послуг модемного зв'язку,використовуваного для передачі даних по аналоговій телефонній мережі. Їхосновним недоліком є низька швидкість передачі. Далі виникла потреба втарифікації обсягів переданих даних, а не часу їхньої передачі. Така послугабула надана в мережах пакетної комутації. Потім, майже одночасно з ISDN, CCITT(зараз ITU-T) розробив і стандартизував цифрову систему спільноканальноїсигналізації СКС №7, що стало поворотним моментом у розвитку цифрових мережзв'язку. Вважається, що SS7 у цифрових мережах подібна центральній нервовійсистемі живого організму. Наприклад, без неї неможлива побудова мереж ISDN,GSM, IN та ін.
Наступний принциповий момент – це поява в 1992 роцітехнології асинхронного режиму перенесення інформації ATM (Asynchronous Transfer Mode), завдякиякому одержали подальший розвиток такі мережні концепції, як B-ISDN, UMTS, B-INі деякі інші. Інфраструктура широкосмугових комунікацій уможливлює створеннянових послуг, таких як послуги універсального рухомого зв'язку та послугимультимедіа на мережах зв'язку. Якісний прогноз вартісних оцінок цих послугпорівняно з традиційними послугами встановлення з'єднання показано на рис. 2.
/>
Рисунок 2 – Якісний прогноз вартості послуг зв'язку
2Концептуальна модель інтелектуальної мережі (IN)
КонцепціюIN визначають рекомендаціїITU-T серії Q.12хх, причому група рекомендацій Q.120х описує загальні аспектиконцепції, група Q.121х – аспекти реалізації послуг, що відповідають першомунабору можливостей (CS-1) або першому поколінню IN, Q.122х – аспекти, що відповідаютьдругому набору (CS-2) тощо.
Якзагальна для всіх CS модель опису архітектури IN запропонована концептуальнамодель IN (INConceptualModel, INCM), що розглядає цю архітектурув різних площинах, які надають різний ступінь деталізації. Модель (рис. 3)містить чотири розташовані одна над одною площини, кожна з яких є абстрактнимподанням (зі своїм ступенем деталізації) тих можливостей, які має мережа,побудована згідно з концепцією IN.
/>
Рисунок 3 – Концептуальна модель IN
Верхняплощина моделі – площина послуг надає послуги такими, якими їхбачать кінцеві користувачі. Таке подання не містить інформації, що стосуєтьсяспособу та деталей реалізації послуги в мережі. На цій площині послуги компонуютьсяз однієї або з декількох різних стандартизованих складових, кожну з якихкористувач сприймає як одну з характерних властивостей – атрибутів (компонентів)послуги (Service Feature, SF).
Наглобальній функціональній площині подано можливості мережі, якінеобхідні розробникам для впровадження послуг, при цьому мережа INрозглядається як єдине ціле. На цій площині визначено незалежні від послуг конструктивніблоки (Service Independent Building Block, SIB), одним з яких є SIB, що реалізує базовийпроцес обслуговування виклику (Basic Call Process, ВСР), а також точкизвернення ВСР до інших SIB, які мають назву ініціюючих точок (Point Of Initiation, POI) і точок повернення у ВСР (Point Of Return, POR).
ВСРвиконує традиційні для звичайної комутаційної станції функції, такі якустановлення з'єднання, роз'єднання, зберігання оперативних даних, необхіднихдля подальшої обробки, і має можливість (при виявленні запиту послуги IN)звертатися до інших процесів. Точка POI є функціональним інтерфейсом міжлогікою процесу ВСР і логікою іншого процесу, що забезпечує надання послуги(або однієї зі складових послуги) IN. Після завершення цього процесу відбуваєтьсяповернення через інший функціональний інтерфейс (через точку POR) у процес ВСР,що продовжує роботу, використовуючи дані, отримані при поверненні.
Нарозподіленій функціональній площині подано функції, реалізованівузлами мережі. Тут мережа розглядається як сукупність функціональнихелементів, що породжують інформаційні потоки. Кожен функціональний об'єкт (Functional Entity, FE), визначений на цій площині,складається з елементарних функцій (Elementary Function, EF) і можевиконувати цілий ряд визначених для нього дій (Functional Entity Action, FEA). Розглянуті вище незалежніконструктивні блоки SIB подано на розподіленій функціональній площині у виглядіпослідовностей дій, що виконуються функціональними об'єктами. Деякі такі діїпов'язані з обміном інформацією між об'єктами, що показано на цій площині увигляді інформаційних потоків (Information Flow, IF).
Фізична площина описує вузли мережі, їхні функції та протоколи взаємодії. Вузли мережіподано у вигляді фізичних елементів (Physical Entities,РЕ), якими можуть бути комутаційні станції, спеціалізовані комп'ютери або базиданих. На фізичній площині визначено також, у яких РЕ розміщуються ті або іншіFE та які протоколи підтримують інформаційний обмін між різними РЕ.
Логіку процесів, які забезпечують наданняпослуг IN, показано на різних площинах по-різному. На глобальній функціональнійплощині визначено лише глобальну логіку послуг (Global Service Logic, GSL), щомістить сервісні модулі, кожний з яких підтримує одну зі складових послуг (одинз атрибутів). На розподіленій функціональній площині ту саму логіку подано якнабір розподілено виконуваних програм. Нарешті, на фізичній площині показано,що програми, які реалізують логіку послуг, розміщено в різних призначених дляцього програмно-апаратних комплексах – вузлах інтелектуальної мережі.
Концепцією IN задається чітко визначенавзаємна відповідність між архітектурними елементами площин моделі. Атрибутипослуг, визначені на площині послуг, реалізуються на глобальній функціональнійплощині відповідними сполученнями конструктивних блоків SIB, до числа якихзавжди входить BCР, і сервісних модулів глобальної логіки послуг. Для кожногоатрибута відповідність визначається на етапі створення послуги. Кожен SIB,визначений на глобальній функціональній площині, має бути представлений хоча бв одному FE розподіленої функціональної площини, але може бути реалізований і вдекількох FE. В останньому випадку можуть знадобитися спільні дії різних FE. FEрозподіленої функціональної площини визначають, які властивості повинні матифізичні елементи РЕ, в яких вони розміщені. Кожен FE розміщується тільки водному РЕ, але в одному РЕ можуть бути реалізовані декілька FE. Зв'язки міжрізними FE, визначені на розподіленій функціональній площині, специфіковано нафізичній площині у вигляді протоколів.