Схема классификации оборудования для NGN представлена на рис. 2.1.
Рис. 2.1. Классификация типов оборудования NGN
В соответствии с рисунком основными классами являются:
Гибкий коммутатор (SoftSwitch)- реализует функции по логике обработки вызова, доступу к серверам приложений, доступу к ИСС, сбору статистической информации, тарификации, сигнальному взаимодействию с сетью ТфОП и внутри пакетной сети, управлению установлением соединения и др. Гибкий коммутатор является основным устройством, реализующим функции уровня управления коммутацией и передачей информации.
В оборудовании гибкого коммутатора должны быть реализованы следующие основные функции:
¨ функция управления базовым вызовом, обеспечивающая прием и обработку сигнальной информации и реализацию действий по установлению соединения в пакетной сети;
¨ функция аутентификации и авторизации абонентов, подключаемых в пакетную сеть как непосредственно, так и с использованием оборудования доступа ТфОП;
¨ функция маршрутизации вызовов в пакетной сети;
¨ функция тарификации, сбора статистической информации;
¨ функция управления оборудованием транспортных шлюзов;
¨ функция предоставления ДВО. Реализуется в оборудовании гибкого коммутатора или совместно с сервером приложений;
¨ функция ОАМ&Р: эксплуатация, управление (администрирование), техническое обслуживание и предоставление той информации, которая не нужна непосредственно для управления вызовом и может передаваться к системе управления элементами через логически отдельный интерфейс;
¨ функция менеджмента: обеспечивает взаимодействие с системой менеджмента сети.
Дополнительно в оборудовании гибкого коммутатора могут быть реализованы следующие функции:
¨ функция SP/STP сети ОКС7;
¨ функция предоставления расширенного списка ДВО. Реализуется самостоятельно или с использованием серверов приложений;
¨ функция взаимодействия с серверами приложений;
¨ функция SSP;
¨ другие.
Рассмотрим основные характеристики гибкого коммутатора.
Производительность- как максимальное количество обслуживаемых базовых вызовов за единицу времени (как правило, за час). Производительность гибкого коммутатора является одной из главных характеристик, на основе которой должен проводиться выбор оборудования и проектирование сети. Следует понимать, что гибкий коммутатор обслуживает вызовы от различных источников нагрузки, каковыми являются:
¨ вызовы от терминалов, предназначенных для работы в сетях NGN (терминалы SIP и Н.323, а также 1Р-УПАТС);
¨ вызовы от терминалов, не предназначенных для работы в сетях NGN (аналоговые и ISDN терминалы) и подключаемых через оборудование резидентных шлюзов доступа;
¨ вызовы от оборудования сети доступа, не предназначенного для работы в сетях NGN (концентраторы с интерфейсом V5) и подключаемого через оборудование шлюзов доступа;
¨ вызовы от оборудования, использующего первичный доступ (УПАТС) и подключаемого через оборудование шлюзов доступа;
¨ вызовы от сети ТфОП, обслуживаемые с использованием сигнализации ОКС7, с включением сигнальных каналов ОКС7 либо непосредственно в гибкий коммутатор, либо через оборудование сигнальных шлюзов;
¨ вызовы от других гибких коммутаторов, обслуживаемые с использованием сигнализации SIP-T.
Функциональная схема гибкого коммутатора представлена на рис. 2.2.
Производительность оборудования гибкого коммутатора различна при обслуживании вызовов от различных источников, что объясняется как различным объемом и характером поступления сигнальной информации от разных источников, так и заложенными алгоритмами обработки сигнальной информации.
При проектировании сети NGN в части возможностей гибкого коммутатора важно иметь наиболее полную информацию о производительности для различных видов нагрузки, а также для смешанных типов нагрузки при различных долях каждого из видов.
Надежность- свойство объекта сохранять во времени и в установленных пределах значения всех параметров и способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения. Требования по надежности к оборудованию гибкого коммутатора характеризуются средней наработкой на отказ, средним временем восстановления, коэффициентом готовности, сроком службы. При проектировании сети следует понимать, что выход из строя гибкого коммутатора приведет к пропаже всех видов связи в обслуживаемом сетевом фрагменте (домене); поэтому должны быть предусмотрены меры по обеспечению дублирования и защиты оборудования,
Поддерживаемые протоколы.Оборудование гибкого коммутатора может поддерживать следующие виды протоколов.
¨ При взаимодействии с существующими фрагментами сети ТфОП:
§ непосредственное взаимодействие: ОКС7 в части протоколов МТР, ISUP и SCCP;
§ взаимодействие через сигнальные шлюзы: M2UA, M3UA, М2РА для передачи сигнализации ОКС7 через пакетную сеть; V5UA для передачи сигнальной информации V5 через пакетную сеть; ША для передачи сигнальной информации первичного доступа ISDN через пакетную сеть;
§ MEGACO (H.248) для передачи информации, поступающей по системам сигнализации по выделенным сигнальным каналам (2ВСК). В настоящее время известны подобные реализации в части системы сигнализации R1; требований и приме ров реализации MEGACO для поддержки российской системы сигнализации R1.5 не существует.
¨ При взаимодействии с терминальным оборудованием:
§ непосредственное взаимодействие с терминальным оборудованием пакетных сетей: SIP и Н.323;
взаимодействие с оборудованием шлюзов, обеспечивающим подключение терминального оборудования ТфОП: MEGACO (H.248)
§ для передачи сигнализации по аналоговым абонентским линиям; IUA для передачи сигнальной информации базового доступа ISDN.
¨ При взаимодействии с другими гибкими коммутаторами: SIP-T.
¨ При взаимодействии с оборудованием интеллектуальных плат форм (SCP): ШАР.
¨ При взаимодействии с серверами приложений: в настоящее время взаимодействие с серверами приложений, как правило, базируется на внутрифирменных протоколах, в основе которых лежат технологии JAVA, XML, SIP и др.
¨ При взаимодействии с оборудованием транспортных шлюзов:
§ для шлюзов, поддерживающих транспорт IP или IP/ATM: H.248, MGCP, IPDC и др.;
§ для шлюзов, поддерживающих транспорт ATM: BICC.
Подробно характеристики и особенности используемых протоколов
определены в п. 2.6.
Поддерживаемые интерфейсы.Как правило, оборудование гибкого коммутатора поддерживает следующие виды интерфейсов:
§ интерфейс Е1 (2048 кбит/с) для подключения сигнальных каналов ОКС7, включаемых непосредственно в гибкий коммутатор;
§ интерфейсы семейства Ethernet для подключения к IP сети. Через Ethernet-интерфейсы передается сигнальная информация в направлении пакетной сети.
Шлюзы (Gateways) - устройства доступа к сети и сопряжения с существующими сетями. Оборудование шлюзов реализует функции по преобразованию сигнальной информации сетей с коммутацией пакетов в сигнальную информацию пакетных сетей, а также функции по преобразованию информации транспортных каналов в пакеты IP/ячейки ATM и маршрутизации пакетов IP/ячеек ATM.Шлюзы функционируют на транспортном уровне сети.
Для реализации возможности подключения к мультисервисной сети различных видов оборудования ТфОП используются различные программные и аппаратные конфигурации шлюзового оборудования:
¨ транспортный шлюз [Media Gateway (MG)] - реализация функций преобразования речевой информации в пакеты IP/ячейки ATM и маршрутизации пакетов IP/ячеек ATM;
сигнальные шлюзы [Signalling Gateway (SG)] - реализация функции преобразования систем межстанционной сигнализации сети ОКС7
¨ (квазисвязный режим) в системы сигнализации пакетной сети [SIGTRAN (MxUA)];
¨ транкинговый шлюз [Trunking Gateway (TGW)] - совместная реализация функций MG и SG;
¨ шлюз доступа [Access Gateway (AGW)] - реализация функции MG и SG для оборудования доступа, подключаемого через интерфейс V5;
¨ резидентный шлюз доступа [Residential Access Gateway (RAGW)] - реализация функции подключения пользователей, использующих терминальное оборудование ТфОП/ЦСИС, к мультисервисной сети.
Оборудование транспортного шлюза должно выполнять функции устройства, производящего обработку информационных потоков среды передачи.
Оборудование транспортного шлюза должно реализовывать следующий перечень обязательных функций:
¨ функцию адресации: обеспечивает присвоение адресов транспортировки IP для средства приема и передачи;
¨ функцию транспортировки: обеспечивает согласованную транспортировку потоков среды передачи между доменом IP и доме ном сети с коммутацией каналов, включая, например, выполнение процедур преобразования кодировок и эхокомпенсации;
¨ функцию трансляции кодека: маршрутизирует информационные транспортные потоки между доменом IP и доменом сети с коммутацией каналов;
¨ функцию обеспечения секретности канала среды передачи: гарантирует секретность транспортировки информации в направлении к шлюзу и от шлюза;
¨ функцию транспортного окончания сети с коммутацией каналов: включает реализацию процедур всех низкоуровневых аппаратных средств и протоколов сети;
¨ функцию транспортного окончания сети пакетной коммутации: включает реализацию процедур всех протоколов, задействованных в распределении транспортных ресурсов, на сети пакетной коммутации, включая процедуры использования кодеков;
¨ функцию обработки транспортного потока с пакетной коммутацией/ коммутацией каналов: обеспечивает преобразование между каналом передачи аудио информации, каналом передачи факсимильной информации или каналом передачи данных на стороне сети с коммутацией каналов и пакетами данных (например, RTP/UDP/IP или ATM) на стороне сети пакетной коммутации;
¨ функцию предоставления канала для услуги: обеспечивает такие услуги, как передача уведомлений и тональных сигналов в направлении к сети с коммутацией каналов или к сети пакетной коммутации;
¨ функцию регистрации использования: определяет и/или регистрирует информацию о сигнализации и/или информацию о приеме или передаче сообщений, передаваемых в транспортных потоках;
¨ функцию информирования об использовании: сообщает внешнему объекту о текущем и/или зарегистрированном использовании (ресурсов);
¨ функцию ОАМ&Р: эксплуатация, управление (администрирование), техническое обслуживание и предоставление той информации, которая не нужна непосредственно для управления вызовом и может передаваться к системе управления элементами через логически отдельный интерфейс;
¨ функцию менеджмента: обеспечивает взаимодействие с системой менеджмента сети.
Оборудование сигнального шлюза должно выполнять функции посредника при сигнализации между пакетной сетью и сетью с коммутацией каналов.
Оборудование сигнального шлюза сигнализации должно реализовывать следующий перечень обязательных функций:
¨ функцию окончания протоколов уровня, располагающегося ниже уровня протокола управления вызовом сети с коммутацией каналов;
¨ функцию секретности сигнальных сообщений: обеспечивает секретность сигнальных сообщений в направлении к шлюзу и от шлюза;
¨ функцию ОАМ&Р: эксплуатация, управление (администрирование), техническое обслуживание и предоставление той информации, которая не нужна непосредственно для управления вызовом и может передаваться к системе управления элементами через логически отдельный интерфейс;
¨ функцию менеджмента: обеспечивает взаимодействие с системой менеджмента сети.
Основными характеристиками шлюзов являются следующие:
Емкость, определяемая как в направлении ТфОП, так и в направлении к пакетной сети.
В направлении к ТфОП емкость определяется количеством подключаемых потоков Е1 в направлении сети ТфОП для транспортных шлюзов, а также количеством аналоговых абонентских линий и количеством U(S/T)-интерфейсов для подключения абонентов базового доступа ISDN для резидентных шлюзов доступа.
В направлении к пакетной сети емкость определяется количеством и типом интерфейсов. Например, емкость в направлении пакетной сети может составлять один интерфейс Ethernet 100BaseT или пять интерфейсов IMA с использованием потоков ЕЗ.
Производительность. Как правило, производительность является достаточной для обслуживания потоков вызовов, определяемых емкостными показателями оборудования.
Протоколы. Оборудование шлюзов может поддерживать следующие протоколы.
¨ Для транспортных шлюзов:
§ в направлении к гибкому коммутатору: Н.248, MGCP, IPDC для управления вызовами при использовании транспортной технологии IP; BICC для управления вызовами при использовании транспортной технологии ATM;
§ в направлении к другим шлюзам или терминальному оборудованию пакетной сети: RTP/RTCP при использовании транспортной технологии IP; PNNI или UNI при использовании транспортной технологии ATM.
¨ Для сигнальных шлюзов:
§ в направлении к сети ТфОП: в зависимости от реализации возможна поддержка уровня МТР2 или МТРЗ системы сигнализации ОКС7. В первом случае сигнальный шлюз должен терминировать уровень МТР2 и передавать всю «вышестоящую» информацию в направлении гибкого коммутатора с использованием протокола M2UA. Во втором случае сигнальный шлюз должен терминировать уровень МТРЗ и передавать «вышестоящую» информацию в направлении гибкого коммутатора с использованием протокола M3UA;
§ в направлении к гибкому коммутатору: в зависимости от используемых механизмов обработки ОКС7 могут поддерживаться M2UA или M3UA.
¨ Для шлюзов доступа:
§ в направлении к гибкому коммутатору: для передачи сигналь ной информации, связанной с обслуживанием вызова: V5UA при подключении оборудования сети доступа; MEGACO (Н.248) при подключении абонентов, использующих сигнализацию по аналоговой абонентской линии; IUA при подключении абонентов, использующих базовый доступа ISDN. Для передачи сигнальной информации управления шлюза ми: Н.248, MGCP, IPDC;
§ в направлении к другим шлюзам и терминальному оборудованию пакетной сети: RTP/RTCP;
§ в направлении к ТфОП: сигнализацию по аналоговым абонентским линиям, сигнализацию базового доступа ISDN в части протоков уровня 2 (LAP-D), сигнализацию по интерфейсу V5 в части протоколов уровня 2 (LAP-V5).
Поддерживаемые интерфейсы. Как правило, оборудование шлюзов поддерживает следующие интерфейсы:
¨ транспортные шлюзы: в направлении к ТфОП поддерживаются интерфейсы PDH (E1) и/или SDH (STM1/4). В направлении пакетной сети на основе IP технологий: интерфейсы семейства Ethernet от 10Base до GigabitEthernet (l000Base), причем используемая среда передачи специфицируется отдельно. В направлении пакетной сети на основе ATM технологий: от IMA до NNI 4.0;
¨ сигнальные шлюзы в направлении ТфОП в основном поддерживают интерфейс PDH (E1), а в направлении пакетной сети - интерфейс l0Base Ethernet;
¨ шлюзы доступа в направлении ТфОП поддерживают интерфейс по аналоговым абонентским линиям и интерфейсы базового [доступа ISDN (U-, S-,.S/T) для резидентных шлюзов и интерфейс РВН (E1) для шлюзов доступа, осуществляющих подключения оборудования интерфейса V5. В направлении пакетной сети на основе IP технологий: интерфейсы 10-100Base Ethernet. В направлении пакетной сети на основе ATM технологий: интерфейсы IMA или UNI.
АТС с функциями MGC - оборудование АТС, в котором помимо функций коммутации каналов реализованы функции по коммутации пакетов, т. е. функции шлюзов и частично функция гибкого коммутатора. Функционально к такому оборудованию одновременно предъявляются требования, определенные как для гибкого коммутатора, так и для шлюзов.
С точки зрения технических характеристик (в пакетной части) для такого оборудования определяются требования по емкости, производительности, надежности, поддерживаемым протоколам и реализованным интерфейсам к пакетной сети.
Терминальное оборудование - терминальные устройства, используемые для предоставления голосовых и мультимедийных услуг связи и предназначенные для работы в пакетных сетях.
Существует два основных типа терминальных устройств, предназначенных для работы в пакетных сетях: SIP-терминалы и Н.323-тсрмина-лы. Данное оборудование может иметь как специализированное аппаратное (standalone), так и программное исполнение (softphone)l
Также иногда используется терминальное оборудование на основе протокола MEGACO. Такое терминальное оборудование совмещает в себе функции аналогового телефонного аппарата и шлюза доступа в части преобразования сигнализации по аналоговым абонентским линиям. Его функциональные возможности ограничиваются возможностями аналогового аппарата, но оно может непосредственно подключаться к пакетной сети.
Еще одним видом терминального оборудования являются интегрированные устройства доступа (IAD). Как правило, IAD обеспечивает
подключение терминального оборудования сетей ТфОП (аналоговые ТА и терминалы ISDN) и терминального оборудования сетей передачи данных. В IAD реализуются функции по преобразованию протоколов сигнализации ТфОП в протоколы пакетных сетей (SIP/H.323) и преобразованию потоков пользовательской информации между сетями с коммутацией каналов и пакетными сетями. Ближайшей аналогией к IAD в сетях ТфОП является оборудование малых УПАТС.
Терминальное оборудование поддерживает протоколы SIP или Н.323 в направлении гибкого коммутатора для передачи информации сигнализации и управления коммутацией и протоколы RTP/RTCP для передачи пользовательской информации. Для подключения к сети, как правило, используется Ethernet интерфейс.
Сервер приложений. Используется для предоставления расширенного списка дополнительных услуг абонентам пакетных сетей или абонентам, получающим доступ в пакетные сети. Сервера приложений предназначены для выполнения функций уровня услуг и управления услугами.
Спецификация выполняемых функций зависит от реализуемой с помощью сервера услуги/группы услуг и не может быть сформулирована на абстрактном уровне.
Серверы приложений, как правило, взаимодействуют с оборудованием гибкого коммутатора с использованием технологий JAVA, XML, OSP. Подключение производится в основном с использованием интерфейсов, базирующихся на Ethernet.
