Муҳаммад ал-хоразмий номидаги тошкент ахборот

3.3. Сигнал трафигининг ўзига ўхшаш хусусиятларини ҳисобга
олган ҳолда NGN/IMS тармоқ хусусиятларини таҳлил қилиш

IMS да сеансни бошқариш учун трафик транспорти ва IMS сигнализация тармоғини ажратиш билан кўп қатламли архитектура ишлаб чиқилган. Шундай қилиб, IMSни ишлаб чиқиш жараёнида Softswitchнинг асосий ғояси аслида мобил тармоқларга ўтказилди. IMSда фойдаланувчи қатлами ёки маълумотларни узатиш сатхи (User plane), бошқарув сатхи (Control plane) ва амалий сатх (Аpplication plane) фарқланади. Ушбу сатхларда 3GPP тармоқ тугунларини эмас, балки функцияларни белгилайди. Бу шуни англатадики, IMS архитектураси, худди Softswitch архитектураси каби, стандарт интерфейслар билан боғланган функциялар тўпламидир. Шу билан бирга, IMS ҳолатида функциялар ҳам стандартларда тасвирланган. Ишлаб чиқувчилар бир нечта функцияларни битта физик объeктда бирлаштириши ёки аксинча, битта функцияни тақсимланган тарзда амалга ошириши мумкин. Расмда IMS архитектурасининг соддалаштирилган диаграммаси келтириб ўтилган. У 3GPP сертификатланган архитектурасининг фақат асосий функционал элементларини тасвирлайди. Ушбу бобда биз УфТТ ва IMS тармоқларини кўриб чиқамиз, улар ўртасида ўзаро алоқа ташкил этилади. УфТТ тармоғида яратилган қўнғироқлар шлюз ускунаси орқали IMS тармоғига, яъни MGCF вазифасини бажарадиган Softswitchга ўтади [25]. Softswitchдан маълумот I-CSCF, P-CSCF ва S-CSCF га юборилади, бу ерда қўнғироқларга хизмат кўрсатиш жараёни бошланади. Ўтказилаётган маълумотлар турига ва талаб қилинадиган хизматга қараб, қўнғироққа хизмат кўрсатишда MRF ва/ёки дастур сервери (АС) иштирок этиши мумкин.

3.4-расм. IMS архитектураси. UфTT ва IMS тармоқ уланиши

Чалкашмаслик учун, фақат муҳим бўлган ва ушбу боб ҳисоб-китобларда ҳисобга олинган элементлар орасидаги мантиқий боғланишлар расмда белгиланган. Чизиқларда протокол кўрсатилади, унинг ёрдамида функционал объектлар ўртасидаги ўзаро таъсир амалга оширилади. MGCF/Softswitch функционал элементининг асосий вазифаси УфТТ тармоғининг четидаги транспорт шлюзларини бошқаришдир. S-CSCF билан сигнал алмашинувини таъминлаш учун зарур бўлган транспорт ресурсини ҳисоблаш IMS тармоғига киргандан сўнг, қўнғироқларга охир-оқибат S-CSCFлардан бири хизмат кўрсатади. Ушбу тармоқ элементи алоқа сеансини бошқарадиган SIP серверидир. Ўз вазифаларини бажариш учун у бошқа тармоқ элементларидан ўрнатилаётган уланиш ва керакли хизмат ҳақида барча маълумотларни олади.

3.5-расм. S-CSCF элементининг IMS архитектурасидаги ўрни

IMS функциялари ҳар хил физик парчаланишга эга бўлиши мумкин, яъни улар барча имкониятларга эга бўлган ягона бирлик сифатида ҳам, ҳар бири ўз вазифаларини амалга ошириш учун жавобгар бўлган қурилмалар тўплами сифатида амалга оширилиши мумкин. Физик амалга оширишдан қатъи назар, интерфейслар стандарт бўлиб қолади. Демак, функцияларнинг ҳар бирини алоҳида ҳисоблаб, у алоҳида амалга оширилганда ҳам, бошқа элементлар билан биргаликда амалга оширилганда ҳам сервернинг керакли ишлашини баҳолаш мумкин. УфТТ тармоғидан шлюз ускунаси орқали қўнғироқлар IMS архитектурасида MGCF функцияларини бажарадиган Softswitchга келади. Softswitch I-CSCF га SIP протоколи орқали қўнғироқ қилади, бу эса ўз навбатида уланишни ўрнатиш вақтида S-CSCF билан SIP хабарларини алмашади. I-CSCF орқали Softswitch С-CSCF манзили маълумотларини, қўнғироқ қилинаётган фойдаланувчининг жойлашуви ҳақидаги маълумотларни ва қўнғироқ қилинаётган абонент сўраган хизмат ҳақидаги маълумотларни узатади. Ушбу маълумотни қабул қилиб, уни қайта ишлагандан сўнг, S-CSCF қўнғироқларга хизмат кўрсатиш жараёнини бошлайди. Керакли хизматга қараб, S-CSCF медиа серверига (MRF) ёки дастур серверларига (АС) мурожаат қилиши мумкин. Шундай қилиб, СSСF МGCF, I-CSCF, МRF, АС билан сигнал беради. Овозли хизматларни тақдим этишда P-CSCF билан SIP уланиши ҳам мавжуд, аммо биз транспорт ресурсини ҳисоблашда буни ҳисобга олмаймиз, чунки у таъсири аҳамиятсиз.

Келинг, қуйидаги белгини киритамиз:
– орасида битта қўнғироққа хизмат кўрсатишда SIP хабарларининг ўртача сони:
a) SS ва S-CSCF – N_sip1,
b) MRF ва S-CSCF – N_sip2 ,
c) AS ва S-CSCF – N_sip3 ,
d) I-CSCF ва S-CSCF – N_sip4 ,
Байтлардаги SIP хабарининг ўртача узунлиги - L_sip .
Х% -MRF серверига қўнғироқ қилишни талаб қиладиган қўнғироқлар фоизи;
Y% -АС дастур серверларига хизмат кўрсатишни талаб қиладиган қўнғироқлар фоизи;
V_ss-s-cscf - қўнғироқларни қайта ишлаш вақтида SIP хабарларини юбориш учун зарур бўлган MGCF ва S-CSCF ўртасидаги транспорт ресурси;
V_as-s-cscf - қўнғироқларни қайта ишлаш жараёнида SIP хабарлари учун зарур бўлган амалий серверлар (АС) ва С-CSCF ўртасидаги транспорт ресурсидир;
MRF ва С-CSCF ўртасидаги транспорт ресурси бўлиб, у хизмат вақтида SIP хабарларини юбориш учун зарур қўнғироқлар;
V_mrf-s-cscf - хизмат пайтида SIP хабарларини юбориш учун зарур бўлган I-CSCF ва S-CSCF ўртасидаги транспорт ресурси қўнғироқлар;
V_{i-cscf-s-cscf} - қўнғироқларни қайта ишлаш пайтида SIP хабарлари учун зарур бўлган S-CSCF транспорт улуши. Шунда умумий талаб қилинадиган транспорт ресурси S-CSCF нинг бошқа транспорт воситалари билан ўзаро таъсирининг умумий транспорт ресурсига тенг бўлади.

IMS архитектурасининг элементлари:

V _ss-cscf = V _{i-cscf-s-cscf} + V _mrf-s-cscf +V _as-s-cscf + V _ss-s-cscf
Бу ерда
V_ss-s-cscf =k _sig (L_sip*N_sip1*P_sx)/450,
V_as-s-cscf= k _sig (L_sip*N_sip2*P_sx *X%)/450,
V_mrf-s-cswcf = k _sig (L_sip*N_sip3*P_sx *Y%)/450
V_{i-cscf-s-cscf} =k _sig (L_sip*N_sip4*P_sx)/450,
IP мултимедиа қуйи тизими (IMS) кейинги авлод тармоқлари (NGN) учун муҳим янгиликлар ва хабарларни тасдиқловчи тизимдир. Шунингдек, у конвергент тармоқлар келажакда тақдим этадиган илғор хизматлар сонини прогноз қилади. IMS нинг асосий имкониятлари бир нечта тармоқларда (чекланмаган роуминг) унумдорликни пасайтирмасдан изчил хизматлардир. Чексиз роуминг фойдаланувчиларга ва қурилмаларга тизимнинг исталган жойидан осонгина фойдаланиш ва тармоқдан фойдаланиш имконини беради. Шундай қилиб, биз симсиз, стационар ва мобил тармоқлар ўртасидаги чегараларни йўқ қилишимиз мумкин. Оддий қилиб айтганда, IMS - бу фойдаланувчига қўшимча хизматлардан фойдаланишидан қатъи назар, QoSни таъминлайдиган ҳақиқий мултимедиа хизматларининг номи. Multiservice forum архитектура бўлиб, унда тўлиқ тенгдошлар тармоғи IMSни тўлиқ амалга оширишга қаратилган. У мос келадиган муҳитни намойиш этади ва қуйидагиларни тақдим этади:
- Session Boarder Controller (SBC) and Bandwidth Manager (BM) дан фойдаланган ҳолда МСА QoSни самарали амалга оширади.
- Рухсат этилган мобил конвергенция муҳитида ўзаро хавфсизликни таъминлайди.
- IP ташувчилар ўзаро боғланади ва бир-бири билан биргаликда ишлайди.
- УфТТ ва NGN ўртасида устувор қўнғироқларнинг ўзаро ишлашини қўллайди.
- Брокерлик хизматлари ва учинчи томон иловаларини қўллаб қувватлайди.
IMS архитектурасида асосий сигнализация протоколи - SIP мавжуд, аммо NGN тармоқлари ва ТDM тармоқлари билан ўзаро ишлаш протоколларини қўллаб-қувватлаш мавжуд [30]. Шуни таъкидлаш керакки, IMS HSS маълумотлар базаси билан маълумот алмашиш учун Диаметр протоколидан фойдаланади. Келинг, бу ҳақда батафсилроқ тўхталиб ўтамиз. Диаметр протоколи RADIUS протоколининг эволюцияси бўлиб, биринчи навбатда аутентификация, авторизация ва ҳисобга олиш учун кейинги авлод ААА (Authentication, Authorization, Accounting) протоколи сифатида фойдаланиш учун тавсия этилади. Ушбу протокол ТCP ёки CTCP устида ишлайди, чунки бу иккала протокол ҳам ҳисоб маълумотларини алмашадиган иловалар учун жуда муҳим бўлган ишончли узатишни таъминлайди. Диаметрнинг биринчи навбатда тенгдошли архитектура эканлигини ҳисобга олсак, берилган тугун учун бир нечта уланиш ўрнатилиши мумкин.
IMS концепцияси Softswitchдан кейинроқ ишлаб чиқилган, шунинг учун у аллақачон IPv4 ва IPv6 учун қўллаб-қувватланади. IP протоколининг янги версиясига ўтиш зарурати тармоқнинг миқёсидаги муаммо, IPv4 протоколининг турли хил хизмат синфларини, шу жумладан маълумотни қўллаб-қувватлаган ҳолда кўп сервисли маълумотларни узата олмаслиги каби бир қатор муаммолар туфайли юзага келди. хавфсизлик. Шу билан бирга, IPv4 протоколининг миқёсидаги муаммоларга қуйидагилар боғлиқ бўлиши керак: 32-битли манзил майдони ҳажмининг этарли эмаслиги; маршрутни йиғишнинг мураккаблиги, маршрутлаш жадвалларининг кўпайиши; IP-манзилларни оммавий ўзгартиришнинг мураккаблиги; IPv4 пакет сарлавҳаларини қайта ишлашнинг нисбий мураккаблиги. Бундан ташқари, IP-тармоқларнинг миқёси эътиборга олинмаслиги керак нафақат тугунлар сонини кўпайтириш, балки узатиш тезлигини ошириш ва маршрутлаш кечикишларини камайтириш нуқтаи назаридан ҳам. Ушбу муаммолар IPv6 версиясини ишлаб чиқиш йўналиши бўйича IPv4 протоколининг классик версиясини ишлаб чиқишга олиб келди. Турли хизматларни тезда амалга ошириш зарурати, чунки улар 21-асрда оператор даромадининг асосий манбаи бўлиши керак, IMSда хизматларни яратиш жараёнини қайта кўриб чиқишни талаб қилди. Хизматни амалга ошириш вақтини қисқартириш ва унинг меҳмонда кўрсатилишини таъминлаш. Агар фойдаланувчи роумингда бўлса, IMS хизматларни стандартлаштириш эмас, балки хизмат кўрсатиш қобилиятидир. Шундай қилиб, оператор хизмат кўрсатиш қобилиятига мос келадиган ҳар қандай хизматни амалга ошириши мумкин ва агар ушбу тармоқ худди шундай стандартлаштирилган хизмат кўрсатиш қобилиятига (хизмат кўрсатиш имкониятлари) эга бўлса, фойдаланувчи ташриф буюрилган тармоққа ўтганда ушбу хизмат қўллаб-қувватланади. Бунга IMSда уй тармоғидан хизмат кўрсатиш бошқарувини қабул қилиш орқали эришилади, яъни. фойдаланувчи маълумотлар базасига кириш ҳуқуқига эга бўлган ва хизмат кўрсатиш платформаси билан бевосита ўзаро алоқада бўлган қурилма ҳар доим уй тармоғида. Хизматларни бошқариш учун оператор барча тармоқ фойдаланувчиларига тааллуқли бошқа умумий тармоқ сиёсатини (масалан, тармоқда G.711 каби кенг полосали кодеклардан фойдаланишни чеклаш) ва маълум бир фойдаланувчига нисбатан қўлланиладиган турли индивидуал сиёсатларни қўллаши мумкин (масалан, видео алоқадан фойдаланишни тақиқлаш).