Планирование сети доступа NGN для новых групп пользователей

3. Конвергенция приложений

Рост числа сетей различного назначения привёл к появлению большого числа различных сетевых приложений и информационных услуг. Специфика деятельности абонентов требует минимизации времени, затрачиваемого потребителем на выбор правильного терминала и алгоритма доступ к необходимой услуге.

В конечном итоге все современные терминалы, в той или ной степени, являются специализированными или универсальными персональными компьютерами. А цифровые коммутаторы различного назначения – это специализированные или универсальные серверы телекоммуникационных услуг. Таким образом, цифровизация существующих телекоммуникационных сетей является отправным пунктом на пути эволюции разнородных сетей в единую, прозрачную для пользователя, мультисервисную среду.

Понятие конвергентные сети ассоциируется  в общественном сознании, в основном, со средой Ethernet и IP-приложениями. Несколько лет назад велась массированная реклама интегральных решений на базе этих технологий, которые демонстрировали техническую реализуемость слияния любых услуг в «универсальной» цифровой среде, обеспечивающую доставку произвольного трафика. Однако, специфика операторской деятельности заключается в необходимости сохранения инвестиций и невозможности отказа от существующей телекоммуникационной инфраструктуры в пользу новых сред и технологий. Помимо этого, для оператора очень важным фактором при принятии решений является не только запас по масштабированию производительности, но и маркетинговый запас решения, то есть развитый механизм контроля качества предоставляемых услуг, возможность прогнозирования пиковых нагрузок и планирования модернизации узлов сети.

Доминирующую роль в конвергенции приложений будут играть web-сервисы. Примером тому может служить хорошо управляемая сеть взаимосвязанных сайтов, предлагаемая компанией BT в качестве сети связи нового поколения – 21st Century Network.

6. Выводы по главе 1

1. Критерием развития телекоммуникаций являются услуги и способы их предоставления.

2. Эволюция техники коммутации, транспортной сети, систем передачи, сетей доступа определяется требованиями пользователя и происходит в направлении унификации способов предоставления услуг.

3. Конвергенция телекоммуникаций происходит, по меньшей мере, на трёх уровнях – сетей, управления и приложений.

 

2. Анализ принципов построения NGN

1. Определение NGN

Учитывая новые реалии рынка, характерными особенностями которых являются: открытая конкуренция операторов в связи с дерегулированием рынков, взрывной рост цифрового трафика, например, в связи с увеличением использования сети Интернет, повышение спроса на новые мультимедийные услуги, рост потребности в общей мобильности связи, конвергенция сетей и услуг связи и т. д., NGN считают конкретной реализацией GII (глобальной информационной инфраструктуры).

Существует несколько подходов к определению NGN. Однако все они основываются на принципах организации способов предоставления услуг. Одно из наиболее корректных определений звучит следующим образом: «сети следующего поколения – это всеохватывающее понятие для инфраструктуры, реализующей перспективные услуги, которые должны быть в будущем предложены Операторами мобильных и фиксированных сетей, одновременно с продолжением поддержки всех существующих на сегодняшний день услуг. Сети следующего поколения используют пакетные технологии передачи и коммутации, базируются на физическом слое оптических каналов, обеспечивают полноценное взаимодействие с существующими сетями» [19].

1. Задачи NGN

Согласно международным рекомендациям, сети NGN должны выполнять следующие функции:

• способствовать честной конкуренции;
• поощрять частные инвестиции;
• определять принципы архитектуры и возможности для приведения в соответствие с различными регламентирующими требованиями;
• обеспечивать открытый доступ к сетям;
• обеспечивать универсальное предоставление услуг и доступ к ним;
• способствовать обеспечению равных возможностей для всего населения;
• способствовать разнообразию содержания, включая культурное и языковое разнообразие.

2. Основные характеристики NGN

Основными характеристиками сетей  NGN являются:

• передача с пакетной коммутацией;
• разделение функций управления между пропускной способностью канала-носителя, вызовом/сеансом, а также приложением/услугами;
• развязка между предоставлением услуг и транспортировкой и предоставление открытых интерфейсов;
• поддержка широкого спектра услуг, приложений и механизмов на основе унифицированных блоков обслуживания (включая услуги в реальном масштабе времени, в потоковом режиме, в автономном режиме и мультимедийные услуги);
• возможности широкополосной передачи со сквозной функцией QoS (качества обслуживания);
• взаимодействие с существующими сетями с помощью открытых интерфейсов;
• универсальная мобильность;
• неограниченный доступ пользователей к разным поставщикам услуг;
• разнообразие схем идентификации;
• единые характеристики обслуживания для одной и той же услуги с точки зрения пользователя;
• сближение услуг между фиксированной и подвижной связью;
• независимость связанных с обслуживанием функций от используемых технологий транспортировки;
• поддержка различных технологий "последней мили";
• выполнение всех регламентирующих требований, например, для аварийной связи, защиты информации, конфиденциальности, законного перехвата и т. д.

3. Возможности NGN

Сеть NGN должна предоставлять возможности (транспортные ресурсы, протоколы и т. д.) для целей создания, развертывания и управления всеми возможными видами услуг (известными или пока не известными). Сюда входят услуги, использующие среду разного вида (аудио, визуальную, аудиовизуальную) со всеми типами схем кодирования и услуги передачи данных, диалоговые, с адресацией конкретному устройству, групповой адресацией и вещанием, услуги передачи сообщений, простой передачи данных в реальном масштабе времени и в автономном режиме, с регулированием задержки и устойчивые к задержке услуги. Услуги с различными требованиями к ширине полосе от нескольких кбит/с до сотен Мбит/с, с гарантированной полосой или без нее, должны поддерживаться в рамках возможностей технологии транспортировки. В NGN делается особый упор на обеспечение соответствия требованиям заказчика со стороны поставщиков услуг, причем некоторые из поставщиков будут предлагать своим клиентам возможность настройки своих собственных услуг. NGN должна включать связанные с обслуживанием интерфейсы программирования приложений (API), чтобы поддерживать создание, предоставление и управление услугами.

2. Модели NGN

1. Основная эталонная модель NGN

Одной из основных характеристик  NGN служит развязка между услугами и транспортировкой, что позволяет предлагать их отдельно и развивать независимо. Поэтому в архитектуре NGN должно быть четкое разделение между функциями обслуживания и функциями транспортировки. NGN позволяет предоставлять как существующие, так и новые услуги вне зависимости от используемой сети и типа доступа.

Таким образом, в базовой функциональной модели NGN выделяют два слоя: транспортный и сервисный.

Транспортный слой включает в себя уровни 1 – 3 ЭМВОС. Он обеспечивает перенос информации между двумя географически разделёнными точками. В частности, транспортный слой обеспечивает обмен информацией между следующими объектами:

• пользователь – пользователь;
• пользователь – сервисная платформа;
• сервисная платформа – сервисная платформа.

Вообще говоря, в транспортном слое могут применяться все типы сетевых технологий, а именно: ориентированная на соединение коммутация каналов (connection-oriented circuit-switched – CO-CS), ориентированная на соединение коммутация пакетов connection-oriented packet-switched – CO-PS), неориентированная на соединение коммутация пакетов (connectionless packet-switched – CLPS). Однако для построения NGN предпочтение отдаётся технологии IP с поддержкой качества обслуживания.

Сервисный слой может включать в себя сложный набор географически распределённых сервисных платформ или в простейшем случае набор функций, реализованный  двумя конечными пользователями. Для предоставления полного набора услуг в сервисный слой включаются прикладные функции. Примерами служб, реализуемых на данном уровне, могут быть передача речи, данных, видео или любая их комбинация. На рисунке 2.1 приведён пример услуг (сервисов), обеспечиваемый сетью NGN.

Рисунок 2.1. Разделение услуг и транспорта в NGN

Каждый слой содержит один или несколько уровней. Уровень состоит из трёх плоскостей:

• плоскость пользователя;
• плоскость контроля;
• плоскость менеджмента.

Рисунок 2.2. Основная эталонная модель NGN.

2. Обобщённая функциональная модель NGN

Для построения сети, удовлетворяющей  концепции GII, в функциональной модели NGN ITU выделяет три категории объектов: функции, сервисы, ресурсы. Сервисы реализуются различными функциями с помощью доступных ресурсов. Один и тот же сервис может реализовываться разным набором функций и наоборот, одна функция может использоваться для реализации различных сервисов. Их взаимосвязь показана на рисунке 2.3. Функции NGN показаны на рисунке 2.4.

 

Рисунок 2.3 Обобщённая функциональная модель NGN

Рисунок 2.4 Функции NGN

3. Архитектура сети NGN

Архитектура сети связи, построенной  в соответствии с концепцией NGN, представлена на рисунке 2.5.

Основу сети NGN составляет универсальная транспортная сеть, реализующая функции транспортного  уровня и уровня управления коммутацией и передачей. 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. Реализация инфокоммуникационных услуг осуществляется на базе узлов служб (SN) и/или узлов управления услугами (SCP).

Рисунок 2.5. Сеть, построенная в соответствии с концепцией NGN.

SN является оборудованием поставщиков  услуг и может рассматриваться  в качестве сервера приложений  для инфокоммуникационных услуг, клиентская часть которых реализуется оконечным оборудованием пользователя. SCP является элементом распределённой платформы ИСС и выполняет функции управления логикой и атрибутами услуг. Совокупность нескольких узлов служб или узлов управления услугами, задействованных для предоставления одной и той же услуги, образуют платформу управления услугами. В состав платформы также могут входить узлы административного управления услугами и серверы различных приложений. Оконечные/оконечно-транзитные узлы транспортной сети могут выполнять функции узлов служб, т.е. состав функций граничных узлов может быть расширен за счет добавления функций предоставления услуг. Для построения таких узлов может использоваться технология гибкой коммутации (Softswitch).

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, Форумом 3GPP и т.д. Для управления услугами будут использованы протоколы H.323, SIP и подходы, применяемые в интеллектуальных сетях связи.

4. Преимущества и недостатки NGN

1. Преимущества NGN

1. Построение единой конвергентная сеть

Это является основным преимуществом концепции NGN. Создание единой конвергентной сети, как было отмечено выше, стало возможно при развитии инфокоммуникаций и проникновении электронно-вычислительной техники в классическую телефонную среду.

2. Снижение эксплуатационных расходов

При использовании одной конвергентной  сети вместо нескольких специализированных уменьшается число необходимого обслуживающего персонала. Уменьшается число разнородного оборудования. Мониторинг сети осуществляется эффективнее за счёт применения одного центра эксплуатации.

3. Эффективное управление сетью

При внедрении сети NGN упрощается управление сетью. Это обусловлено двумя причинами: во-первых, объединением специализированных сетей в одну, и, во-вторых, применением технологий пакетной коммутации на базе протокола IP. В традиционных сетях с коммутацией каналов не предусматривается ремаршрутизация в случае перегрузки конкретного направления (если не осуществлено полноценное внедрение TMN). Основным же свойством пакетных сетей является динамическая маршрутизация. При правильной настройке данное свойство может существенно повысить суммарную производительность сети. Применение пакетной коммутации позволяет организовывать обходные пути и при отказе некоторых элементов транспортной сети.