Лекция 1: Основные понятия и архитектура конвергентных сетей следующих поколений

Основные элементы архитектуры

Архитектура сети электросвязи, построенной в соответствии с концепцией ССП, представлена на рис. 5.

В состав транспортной сети NGN 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 связи (ТФОП, СПД, СПС).
Контроллеры сигнализации могут быть вынесены в отдельные устройства, предназначенные для обслуживания нескольких узлов коммутации. Использование общих контроллеров позволяет рассматривать их как единую систему коммутации, распределенную по сети. Такое решение не только упрощает алгоритмы установления соединений, но и является наиболее экономичным для операторов и поставщиков услуг, так как позволяет заменить дорогостоящие системы коммутации большой емкости небольшими, гибкими и доступными по стоимости даже мелким поставщикам услуг.
Назначением транспортной сети является предоставление услуг переноса.
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. Так, например, цифровой абонентский мультиплексор доступа (DSLAM) может быть отнесен и к тому, и к другому уровню.

Рис. 5. Архитектура сети электросвязи, построенной в соответствии с концепцией ССП

Инфокоммуникационные услуги предполагают взаимодействие поставщиков услуг и операторов связи, которое может обеспечиваться на основе функциональной модели распределённых (региональных) баз данных, реализуемых в соответствии с Рекомендацией МСЭ-Т X.500. Доступ к базам данных организуется с использованием протокола LDAP (Lightweight Directory Access Protocol).

Вышеуказанные базы данных позволяют решить следующие задачи: − cоздание абонентских справочников; − автоматизация взаиморасчётов между операторами связи и поставщиками услуг; − обеспечение взаимодействия между операторами связи в процессе предоставления услуг ИСС; − обеспечение взаимодействия терминалов с различными функциональными возможностями на разных концах соединения.
Эти базы данных могут использоваться также поставщиками услуг для организации платных информационно-справочных услуг.
Концепция NGN 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.
Уровень доступа обеспечивает подключение пользователей (частных абонентов, предприятий, мобильных пользователей) к сети. В зависимости от используемой технологии (xDSL, Ethernet, PON, Cable, Wi-Fi, WiMAX) выбирается оборудование: DSLAMы, коммутаторы Ethernet, точки доступа Wi-Fi, базовые станции WiMAX и др. Для обеспечения абонентов высококачественными мультимедийными услугами сети доступа должны быть высокоскоростными, мультисервисными, интеллектуальными, иметь высокую надежность и доступность. На уровне агрегации происходит сбор и доставка трафика, поступающего с уровня доступа, к устройствам распределения. Уровень агрегации состоит из сети маршрутизаторов, развернутой в масштабах города или области с применением технологий Ethernet, IP, IP-MPLS.
Уровни услуг и управления услугами обеспечивают комплексный контроль над сервисами, предоставляемыми абонентам, вне зависимости от технологии подключения. Здесь же собирается статистическая информация для тарификации, изменения перечня предоставляемых услуг и т.д.
Уровень приложений содержит оборудование, обеспечивающее соответствующие услуги: серверы обработки вызовов (SoftSwich), станции широковещательного IP-телевидения, серверы "Видео по запросу" и т.д.
Ядро сети NGN cостоит из маршрутизаторов высокой производительности, установленных на границах магистральной сети. Фактически уровень ядра обеспечивает стыковку уровня агрегации и транспортного уровня магистральной сети. NGN взаимодействует с другими сетями (телефония общего пользования, сети подвижной радиосвязи, ISDN и т.п.) посредством медиашлюзов, преобразующих протоколы сигнализации и передачи трафика в соответствующие форматы.
Эффективность передачи голосовой информации через сети с пакетной коммутацией продемонстрировала целесообразность модернизации существующих телекоммуникационных сетей, в том числе и мобильной связи. Очевидно, что наибольшее развитие в ближайшем будущем получат сети с мультимедийной конвергенцией. Платформой для предоставления мультимедийных услуг с использованием IP-сетей в качестве транспорта, как для частных абонентов, так и для корпоративных пользователей, может стать технология IMS (IP Multimedia Subsystem).
Изначально IMS была разработана группой 3GPP только как подсистема предоставления мультимедийных услуг в сетях мобильной связи. Однако в последующих релизах архитектура IMS стала основополагающей при построении конвергентных сетей, включив в себя коммутацию абонентов. Рабочая группа TISPAN (Telecommunications and Internet converged Services and Protocols for Advanced Networking), являющаяся основным подразделением ETSI по стандартизации, доработала архитектуру IMS, обеспечив взаимодействие с проводными сетями, в том числе широкополосными. Одно из основных преимуществ IMS – независимость от метода доступа и возможность объединения различных технологий, включая Wi-Fi, WiMAX, DSL, широкополосный доступ через кабельные сети и даже доступ для корпоративных пользователей через выделенные каналы E1 (в соответствии с 3GPP Release 6 и 7, R6 и R7). В качестве основного протокола в технологии IMS используется протокол установления соединений SIP (Session Initiation Protocol), позволяющий вводить новые функции за счет добавления новых заголовков и сообщений. В результате наращивать функциональность в сеть можно без смены протокола, что существенно упрощает ввод новых приложений.