Обладнання інтелектуальної мережі українських виробників та їх місце в мережах наступного покоління

Обладнання інтелектуальних мереж (IN) українських виробників та
їх місце у мережах наступного покоління NGN

ВСТУП

Останніми роками у взаєминах користувачів і операторів телекомунікаційних мереж відбуваються значні зміни. Сьогодні абонентам необхідний широкий спектр сучасних послуг, заснованих на новітніх технологіях. Їх уже не задовольняють традиційні довідкові служби з фіксованим переліком доступних довідок. Оператори у сучасних економічних умовах теж змушені інтенсивніше шукати джерела нових прибутків, і одним із таких джерел є надання абонентам якісно нових послуг.

Нові вимоги та технологiчнi можливості дозволили розробити в середині 80-х років архітектурну концепцію інтелектуальної мережі (Intelligent Network, IN), основною метою якої стало швидке, ефективне та економічне надання телекомунiкацiйних послуг масовому користувачу.

Архітектурна концепція IN – це специфікований у вигляді міжнародних стандартів підхід до функціонального розподілу процедур підтримки додаткових послуг, який дозволяє операторам мереж зв'язку оперативно розгортати нові послуги, максимально ефективно використовуючи існуючу інфраструктуру мереж загального користування. Розробка таких стандартів була мотивована інтересом виробників обладнання до уніфікації можливостей швидкої та економічно ефективної реалізації нових телекомунікаційних послуг. Значно вплинув і тиск з боку операторів, які зіткнулися з великими труднощами, спричиненими наявністю в їхніх мережах обладнання різних виробників, кожен з яких пропонував несумісні рішення з видів додаткових послуг і технічних рішень щодо їх реалізації.

Концепція IN прийнята та з успіхом реалізується багатьма операторами зв'язку в розвинених країнах. Існуючі рішення, хоча й не повною мірою відповідають міжнародним стандартам і рекомендаціям, уже приносять чималі прибутки. Попит на послуги IN зростає випереджальними темпами порівняно з послугами традиційного телефонного зв'язку.

Важливою перевагою концепції IN є також те, що вона може бути реалізована на будь-якій iснуючiй мережі зв’язку, хоча більш ефективним було б її впровадження на цифрових мережах з використанням спільноканальної сигналізації, розподіленої обробки даних, а також управління базами даних.

У країнах з розвинутою телекомунiкацiйною інфраструктурою задовго до впровадження послуг IN існувала практика надання додаткових послуг у телефонних мережах загального користування. Для таких країн перехід до інтелектуальної мережі – це лише перехід до іншого, ефективнішого способу надання послуг, який характеризується значним ступенем стандартизації.

Принципи архітектури IN відіграють ключову роль в інтеграції стаціонарних мереж і мереж рухомого зв'язку, телефонних мереж і мережі Internet. Ці принципи можна застосовувати у широкосмугових мережах, частково вони покладені в основу побудови мереж зв’язку наступного покоління NGN (Next Generation Network).

1. Обладнання IN українських виробників

Консорціум ІТЕК-ЧеЗаРа створив український варіант IN, основою якого є мультифункціональний інтелектуальний сервер зв'язку (МІСЗ) та інтелектуальний термінал – персональний інфокомунікаційний комбайн (ПІК).

Платформа послуг МІСЗ

надає абонентам телефонної мережі широкий перелік цілодобових платних і безкоштовних довідкових служб, що працюють в автоматичному режимі з видачею інформації в мовній формі, проводить автоматичне оповіщення абонентів.

МІСЗ забезпечує створення інтелектуальної мережі зв'язку України на всіх етапах її розвитку, створює передумови до переходу від спеціалізованих розрізнених мереж по кожній базовій послузі (телеграфні, телефонні, передачі даних та інші мережі) до інтегральної мережі зв'язку України.

Система МІСЗ розрахована на роботу з усіма типами АТС, що експлуатуються сьогодні на телефонних мережах України. Система дозволяє значно розширити номенклатуру додаткових видів обслуговування, що надаються абонентам телефонної мережі.

Основні види послуг системи МІСЗ:

- Автоматичні довідково-інформаційні послуги (синтез і видача мовних повідомлень за запитом).

- Автоматична довідка по факсу (синтез і видача факсів-повідомлень за запитами абонентів).

- Довідкові служби з операторами (попереднє інформування абонента про послугу та розподіл вхідних викликів до операторів).

- Автоматичний прийом заявок на ремонт телефонних апаратів.

- Електронна поштова скринька.

- Автоматичне оповіщення дебіторів за послуги зв'язку, комунальних служб тощо. Система дозволяє програмувати час проведення сеансів оповіщення, кількість спроб додзвонитися до абонента, час очікування відповіді абонента, кількість циклів оповіщення. У процесі оповіщення формується протокол із вказівкою дати та часу доведення інформації до абонента (контролюється відсутність сигналу «відбій» до закінчення).

- Автоматичне виявлення та реєстрація модемів, факсів і телефонних апаратів з АОНами.

- Автоматичне розсилання факсів.

- Взаємодія з автоматизованими розрахунковими системами.

Система МІСЗ містить:

- цифровий комутатор взаємодії з телефонними каналами;

- комутатор послуг зв'язку;

- підсистему сполучення телефонних каналів із цифровими мережами передачі даних (Internet, Intranet, УкрПАК);

- 240-канальний модуль обробки та синтезу мовних повідомлень;

- 30-канальний модуль прийому-передачі та синтезу факсимільних повідомлень;

- систему обліку наданих послуг – білінгову систему.

Технічні характеристики

- Обслуговуване телефонне навантаження – 60 Ерл. (відповідає обслуговуванню 1900 абонентів за годину, по 0,03 Ерл./абонент).

- Кількість послуг, що надаються клієнтам – 1000.

- Максимальне продуктивне факсимільне навантаження – 27 Ерл. (прийом/передача 2400 сторінок факсів за годину).

- Кількість голосових і факсимільних скриньок – 1000.

- Швидкість передачі в мережі Інтернет: 10..100 Мбіт/с.

- Кількість абонентських адрес електронної пошти послуги «Е-mail факсом» – 10000.

- Розрахункова продуктивність при наданні послуг IP-телефонії – 240 Ерл. (8000 розмов за годину).

- Тарифікація послуг з точністю до 1 с.

- Розрахункова ємність голосової записної книжки – 30 номерів для кожного користувача.

МІСЗ конструктивно складається з чотирьох блоків закритого типу настільного виконання:

- робоче місце оператора;

- блок аналізу та видачі частотної інформації;

- блок синтезу та запису звукових повідомлень;

- блок сполучення з АТС.

Для оцінки якості роботи системи МІСЗ і відстеження стану її сполучних ліній з АТС є система вбудованої діагностики.

Система МІСЗ підключається в телефонну мережу (як правило у вузлову АТС) пучками сполучних ліній. Вхідний зв'язок з цією системою забезпечується по пучку СЛ одного напрямку із дво- або тризначним кодом, при цьому вхідні СЛ повинні забезпечувати трансляцію цифр коду послуги та номеру викликуваного абонента. Вихідний зв'язок від системи МІСЗ організується як з відомчою АТС або з підстанцією.

Система МІСЗ розрахована на підключення до 16 вхідних і до 16 вихідних ІКМ трактом 2 Мбіт/с або в низькочастотному закінченні. Підтримуються такі протоколи сигналізації та взаємодії:

- 3-проводові фізичні лінії з сигналізацією батарейним способом і передачею інформації АОН методом «безінтервальний пакет»;

- 3-проводові фізичні лінії з сигналізацією методами «імпульсний пакет» та «імпульсний човник»;

- 4-проводові внутрішньозонові СЛ із сигналізацією на частоті 2600 Гц;

- 4-проводові внутрішні СЛ із комбінованою системою сигналізації на частоті 2600 Гц методом «імпульсний пакет»;

- сигналізація по двох виділених сигнальних каналах;

- прийом цифр до набору кодом DTMF.

Персональний інфокомунікаційний комбайн (ПІК)

поєднує в одному пристрої електронну записну книжку, банк даних, багатофункціональний телефонний апарат із автовідповідачем і деякі можливості персональних комп'ютерів. Програмна сумісність із найпоширенішими моделями персональних комп'ютерів спрощує створення пакетів програм, необхідних для успішної експлуатації ПІК.

2. Місце українських
IN
у мережах наступного покоління NGN

Мережа зв'язку наступного покоління (NGN) – це концепція побудови мереж зв'язку, що забезпечує надання необмеженого набору послуг із гнучкими можливостями з їхнього управління, персоналізації та створення нових послуг за рахунок уніфікації мережних рішень, що передбачає реалізацію універсальної транспортної мережі з розподіленою комутацією, винесення функцій надання послуг у прикінцеві мережні вузли та інтеграцію з традиційними мережами зв'язку.

Базовим принципом концепції NGN є відділення одна від одної функцій переносу та комутації, функцій управління викликом і функцій управління послугами. Концепція NGN багато в чому спирається на технічні рішення, вже розроблені міжнародними організаціями стандартизації. Так, взаємодію серверів у процесі надання послуг передбачається здійснювати на базі протоколів, специфікованих IETF (MEGACO), ETSI (TIPHON), Форумом 3GPP2 тощо. Для управління послугами буде використано протоколи H.323, SIP і підходи, що застосовуються в інтелектуальних мережах зв'язку. Як технологічна основа побудови транспортного рівня мультисервісних мереж розглядаються АТМ і IP з можливим застосуванням у майбутньому оптичної комутації.

Функціональну архітектуру NGN подано на рис. 1, а її фізичну реалізацію – на рис. 2.

Функціональна архітектура NGN поділяється на три функціональні площини та чотири функціональні рівні. Функціональні площини NGN: площина транспорту, площина доступу та прикладна площина. У цій градації втілено головний принцип NGN – впровадження послуг, які не залежать від систем доступу до них, і відділення транспорту від систем доступу та обслуговування.

Площина транспорту

забезпечує зв'язок між двома іншими площинами. Вона відповідає за доставку інформації (як медіа-потоків, так і сигналізації виклику та команд управління пристроями). Відповідно технологія транспорту, що використовується, має підтримувати всі види трафіка, для обслуговування якого призначена NGN.

У площині доступу

здійснюється адаптація різноманітних технологій перенесення інформації для передачі через транспортну площину. У цій площині, зокрема, здійснюється конвертація потоків з часовим розподілом сигналів у пакетний формат і перетворення сигналізації ТМЗК у сигналізацію транспортної мережі.

Прикладна площина

відповідає за надання користувачам послуг шляхом маніпулювання інформаційними та сигнальними потоками в мережі.

За типом інформації, що передається, функціональні об'єкти NGN поділяються на чотири рівні: сигналізації, послуг/управління, інформації та мережного управління. Компоненти функціональних рівнів – це функції, основними з яких є: функція медіа-шлюзу, функція контролера медіа-шлюзів, функція сервера прикладних програм, функція медіа-сервера, функція перетворення сигналізації та функція тарифікації. Ці функції можуть бути фізично реалізовані окремими пристроями, або ж один пристрій може поєднувати кілька функцій.

Рівень послуг/управління

здійснює управління послугами і виконання сервісної логіки, забезпечуючи обробку викликів і надання послуг різної складності. До пристроїв цього рівня належать так званий софтсвіч (або контролер медіа-шлюзів – MGC) і сервер прикладних програм AS. Для реалізації послуг ці пристрої взаємодіють із пристроями рівнів інформації та сигналізації. Взаємодія між шлюзом і контролером здійснюється за протоколом Megaco (H.248) або MGCP.

У пропонованій функціональній архітектурі втілені головні принципи NGN – впровадження послуг, які не залежать від систем доступу до них, і відділення транспорту від систем доступу та обслуговування. Головним елементом у структурі NGN є контролер медіа-шлюзів, він управляє роботою одного або декількох медіа-шлюзів, які забезпечують взаємодію мереж на нижчих рівнях. Цей програмно-апаратний пристрій має назву софтсвіч і зосереджує в собі інтелект пари “шлюз-контролер”, що виконує функції місцевої або міжміської АТС. Для SIP-клієнтів софтсвіч виконує функцію SIP-сервера, який маршрутизує та перенаправляє запити SIP, здійснює контроль доступу та запис параметрів з'єднання.

Сервери прикладних програм виконують логіку складних послуг (голосова пошта, конференц-зв'язок, віртуальна присутність тощо). Ці пристрої взаємодіють з контролерами шлюзів через відкриті інтерфейси прикладного програмування (АРІ), що дозволяє підключати до мережі незалежних постачальників послуг, а також залучати інші сервери прикладних програм для реалізації складних багатокомпонентних послуг. Сервер прикладних програм може бути інтегрований у софтсвіч-систему як програмна функція.

Рівень інформації

забезпечує обробку інформаційних потоків і між пакетною транспортною мережею та мережами доступу (ТМЗК, об'єднаної з мобільними мережами тощо). За розташуванням у мережі медіа-шлюзи поділяються на транзитні шлюзи та шлюзи доступу. Вони відрізняються один від одного місцем розміщення в мережі та відповідній функціональності, що у транзитних шлюзів є більш простою. Шлюз доступу має інтегровану функцію перетворення сигналізації, необхідну для інкапсуляції та транспортування сигналізації ISDN, V5 і мобільних мереж доступу. Різновидами шлюзу доступу є квартирні шлюзи RG (Residental Gateways) для аналогових і ISDN-телефонів, інтегровані пристрої доступу IAD (Integrated Access Devices) для мереж хDSL, кабельні модеми для волоконно-коаксіальних мереж HFC, медіа-шлюзи для мобільних мереж радіодоступу GSM/3G тощо. Частину функцій обробки інформаційних потоків виконує медіа-сервер (MS). Медіа-сервер здійснює обробку пакетних інформаційних потоків за вказівкою софтсвіча або сервера прикладних програм.

На рівні сигналізації

відбувається адаптація сигналізації ТМЗК та інших мереж доступу до сигналізації IP-мережі, а також маршрутизація сигнальних повідомлень через цю мережу. Шлюзи сигналізації використовуються для переведення сигналізації мереж доступу на IP-транспорт. Оскільки в Україні сигналізація СКС №7 передається тими самими трактами, що й розмовні канали, шлюзи СКС №7 і медіа-шлюзи доцільно розташовувати поруч або використовувати обладнання з інтегрованими функціями. Протокол SIGTRAN призначений для транспортування повідомлень системи сигналізації СКС №7 ТМЗК через IP-мережі з використанням різних протокольних компонентів. Протоколи нижчих рівнів стека СКС №7 (MTP1, MTP2, MTP3, SCCP) замінюються комбінацією IP, RTCP і одним з рівнів адаптації (M2UA, M2PA, M3UA, SUA, IUA або V5UA).

Рівень управління мережею

реалізує такі функції, як оперативна підтримка мережі, обробка повідомлень аварійної сигналізації, тарифікація тощо.

Наведені на рис. 2 протоколи можуть бути рекомендовані для використання при побудові українських NGN; при цьому необхідно мати на увазі те, що протоколи Н.323 і MGCP у майбутньому витіснятимуться протоколами SIP і Megaco.