Курсовой. 1. Концепция
 Скачать 1.21 Mb.
|
|
Введение В настоящее время всё большее и большее число пользователей в России ощущают либо нехватку, либо недостаточное качество услуг, предоставляемых операторами связи. Телефонная сеть общего пользования базируется на принципе коммутации каналов, который не может дать высокой пропускной способности линий связи. И вследствие того, что такие необходимые сейчас услуги, как передача голоса в хорошем качестве, передача видео в реальном времени, конференцсвязь требуют высокой пропускной способности, ТфОП реализовать их может только в случае установке дополнительного оборудования. Кроме того, в настоящий момент у всех сетей связи существует один очень важный недостаток: узкая специализация, т.е. для каждого вида связи существует хотя бы одна самостоятельная сеть. При этом ресурсы одной сети не могут использоваться другой сетью по ряду причин (правовые, конкурентные, рыночные и др.). В результате, потребитель за отдельными услугами связи вынужден обращаться в разные компании, заключать много договоров, вести на своем предприятии разные виды учета. Некоторые операторы реализуют одну или несколько услуг, например, высокоскоростной Интернет, но установка модема и сама услуга относительно дороги, а сопряжение оборудования с другим оператором, предоставляющим коференц-связь, весьма проблематична. Решением этой и других проблем, возникающих у пользователей, желающих иметь весь комплекс необходимых услуг, могла бы стать сеть, объединяющая все услуги, сеть нового поколения – Next Generation Network. Она бы преодолела архитектурные ограничения, свойственные традиционным фиксированным телефонным сетям за счёт реорганизации сетевой архитектуры, выделения нового уровня управления услугами, слияния телефонии и информационных технологий, и использования открытых протоколов. В первой главе я попытаюсь дать описание сети нового поколения, обозначить её преимущества и актуальность внедрения на российский рынок связи. 1. Концепция NGN Для того чтобы понять исходные причины появления такой концепции, как сеть нового поколения, нужно обратиться к истории, а именно процессу централизации управляющих устройств. Для первых АТС, ручных, декадно-шаговых и координатных, проблема управляющего устройства, как такового, не стояла: для ручных и декадно-шаговых АТС управление производилось непосредственно, а у координатной станции хоть управляющее устройство и было вынесено в отдельный блок, но сложности от него не требовалось, так как было необходимо управлять лишь процессом коммутации. С появлением цифровых АТС появилась возможность предоставлять пользователям расширенный набор услуг, то есть не только голосовую связь. В процессе эволюции станций TDM-коммутации произошло явное укрупнение станций на этапе развития цифровых АТС с программным управлением. А программный коммутатор избавлен от физических портов и обладает интерфейсами с высокой пропускной способностью – 1 Гбит, а если учитывать тот факт, что в данном случае необходима только сигнализация, то 1 Гбит – действительно сверхвысокая пропускная способность. Вследствие того, что процессорная ёмкость непрерывно растёт, то один программный коммутатор может быть способен обслуживать междугородную зону, то есть огромную номерную ёмкость. В результате обеспечивается централизация, при которой число иерархических уровней в телекоммуникационной сети начинает уменьшаться вследствие роста производительности процессоров. Наряду с необходимостью передачи речевой информации, постепенно приобретет всё большую значимость передача различного рода данных. Наиболее простым вариантом реализации обмена данными между двумя точками является связь двух персональных компьютеров, оснащённых модемами и подключенных к телефонной сети общего пользования. Однако постоянная потребность человека в большом объёме информации привела к появлению множества локальных и глобальных информационных сетей. Самым ярким представителем глобальной сети является сеть Internet, передача данных по которой осуществляется по протоколу IP. Но скорость передачи данных при доступе к сети Internet с помощью обычного модема через ТфОП слишком низка для того, чтобы передавать большие объёмы информации, в связи, с чем стали появляться компании, предлагающие предоставить высокоскоростной Интернет. Однако при этом возникает необходимость установки высокоскоростного модема, который бы осуществлял связь по цифровым соединительным линиям, а также проблема сопряжения оборудования оператора, предоставляющего эти услуги с оборудованием ТфОП, дающей в аренду линии связи. Создание Сети Нового Поколения (NGN), которая представляет собой мультисервисную сеть, где передача данных, голоса, видеоинформации и других видов услуг сливаются воедино, т.е. передаются по единой инфраструктуре связи, является наилучшим решением проблемы предоставления услуг. NGN обеспечивает новое, гарантированное качество услуг. Особенностью сетей является то, что передача и маршрутизация пакетов и элементы оборудования передачи (каналы, маршрутизаторы, коммутаторы, шлюзы) физически и логически отделены от устройств и логики управления вызовами и услугами. Использующаяся в сети логика поддерживает все типы услуг в сети с коммутацией пакетов, начиная от базовой телефонной связи и заканчивая передачей данных, изображений, мультимедийной информации, широкополосными приложениями и приложениями управления.  Рис.1 На рисунке 1 изображена архитектура современной сети NGN. 2. Исследование общих принципов NGN Сегодня операторы имеют возможность, не сталкиваясь с многочисленными трудностями конвергенции, присущими сетям прошлых лет, напрямую перейти к сетям следующего поколения на базе технологии NGN, предназначенной для предоставления услуг передачи данных и голосовых сервисов. Она устраняет целый ряд существующих ныне ограничений и барьеров, и в этом заключается ее экономическая продуктивность, К новым возможностям NGN относятся:
В основу технологии NGN положена концепция перестройки общества па принципах полносвязности, когда все информационные ресурсы становятся общедоступными в любой среде и могут быть доставлены пользователю независимо от того, где он находится. Концепция полносвязности обязана своим появлением Интернету, входя в который пользователь получает доступ к информации в любой точке земного шара. Потребителю, она позволяет предоставлять такие услуги, как широкополосный доступ к Интернет (100 Мбит/е), пакетная телефония, VPN, «видео по запросу» и выделенные широкополосные каналы. NGN - сеть связи следующего поколении; обеспечивающая передачу всех видов медиатрафика с различными требованиями к качеству обслуживания и их поддержкой, а также распределенное предоставление неограниченного спектра телекоммуникационных услуг с возможностью их добавления, редактирования и тарификации. Пакетные технологии позволяют предложить пользователю в такой сети прозрачные автоматизированные принципы расчетов за присоединение, входящий и исходящий трафик, вводить платежи за инициализацию, транзит трафика, рассчитывать сигнальный трафик, выделяя его составляющую, пропущенную от другого оператора. В NGN применяется новая технология маршрутизации Riverstone. В отличие от традиционных сетей, в структуре NGN образован дополнительный слой - управление коммутацией транспортной сети. Он организуется с помощью программных коммутаторов – Softswitch, поддерживающих трансляцию основных протоколов VoIP в протоколы традиционных сетей. Что даст NGN операторам? Использование сетей следующего поколения позволит операторам более экономичным способом предоставлять свои услуги. К тому же произойдёт и оптимизация инфраструктуры самого оператора – аппаратура станет более компактной и удобной в обслуживании. По данным консалтингового агентства Dittberner Associates по сравнению с сетями на основе систем TDM сети следующего поколения позволят снизить расходы на строительство, эксплуатацию и затраты по энергопотреблению на 40%, на необходимые площади – до 80%, а потребность в полосе пропускания – на 70%. Действительно, ведь если традиционные коммутаторы поддерживают до 6 миллиона вызовов в часы наибольшей нагрузки, то Softswitch – до 16 миллионов. В итоге NGN-решения оказываются дешевле, чем решения традиционной телефонии, к тому же довольно широкая функциональность здесь «зашита» в программы и поэтому дальнейшая модернизация сети уже не связана с серьёзной заменой оборудования. Внедрение систем NGN может также кардинально изменить стиль бизнеса операторов связи, так как эти системы дают реальную технологическую основу для перехода от парадигмы «предоставления услуг» связи к схеме коммерчески эффективной реализации инфокоммуникационных услуг. Оператор сможет разделить этот новый рынок услуг по двум сегментам — для индивидуальных пользователей (домашний) и для групп пользователей (деловой). В результате сама технология NGN даст оператору такой сети гибкость при составлении пакетов услуг в зависимости от самых различных факторов, а именно от уровня доходов пользователей, их потребностей, рода занятий, величины и профиля предприятия и др. Последним общим принципом функционирования NGN является многопараметричность, присущая любым подсистемам сетей нового поколения. Проблема много параметричности систем связи сводится к тому, что количество параметров, необходимых для описания поведения системы связи, оказывается очень большим. Увеличение размерности современной технологии представляется объективной тенденцией, которую можно наблюдать в историческом срезе на протяжении всего развития цифровых сетей связи. При переходе от простых каналов передачи к сетям АТМ и IP и далее количество параметров неизменно увеличивалось (Табл.1)  Табл. 1 3. Уровень доступа Сети доступа всегда создаются «по месту» и обеспечивают широкополосный доступ пользователя к NGN. Современное программное обеспечение позволило реализовать все современные услуги в одном компьютере, до предела сузив задачу, возлагаемую на сети доступа. Сети доступа NGN развиваются как технологии обеспечения высокоскоростных каналов передачи данных, причем по мере развития сетей нового поколения ожидаемая скорость доступа растет экспоненциально. Варианты доступа так же различны. Каждое техническое решение имеет свои преимущества и недостатки. Это позволяет технологиям сосуществовать в соответствии с принципом демократичности NGN.   Рис.2 На рисунке 2 показана общая схема организации широкополосного доступа в технологии DSL и различные варианты технологии HDSL. Технологии ADSL, ADSL2, ADSL2+, RE-ADSL были изначально ориентированы на решение задачи цифровизации сетей и редко использовались для предоставления широкополосного доступа пользователям. Развитие технологии ассиметричного доступа привело к созданию семейства технологий ADSL, которые весьма широко применяется в мировой практике в качестве технологии широкополосного доступа NGN. Так же развитие оптических кабельных систем привело к появлению оптических широкополосных сетей доступа. В настоящее концепция оптических абонентских сетей, которая получила название FTTx (Fiber Transport To…) широко применяется для построения сетей, в том числе NGN.  Рис. 3 Концепция FTTx определила стратегию использования оптического кабеля в абонентской сети. Дальнейшее ее развитие шло в направлении проработки конкретных конфигураций и решений вопроса, каким образом можно использовать оптические системы. Еще одна технология широкополосного доступа, требующая, как правило, нового строительства, - городские сети Ethernet. Идея использовать технологию Ethernet в качестве одной из возможных технологий широкополосного доступа связана с тем фактом, что она фактически победила другие конкурентные решения по развертыванию локальных сетей (LAN). Современные оценки показывают, что более 90% всего NGN в настоящее время является трафиком Ethernet. Как следствие, при подключении индивидуальных пользователей к сети NGN самым распространенным интерфейсом является Ethernet. 4. Транспортный уровень Транспортный уровень сети NGN строится на основе пакетных технологий передачи информации. Основными используемыми технологиями являются ATM и IP. Как правило, в основу транспортного уровня мультисервисной сети ложатся существующие сети ATM или IP, т. е. сеть NGN может создаваться как наложенная на существующие транспортные пакетные сети. Сети, базирующаяся на технологии ATM, имеющей встроенные средства обеспечения качества обслуживания, могут использоваться при создании NGN практически без изменений. Использование в качестве транспортного уровня NGN существующих сетей IP потребует реализации в них дополнительной функции обеспечения качества обслуживания. В случае, если на маршрутизаторе/коммутаторе ATM/IP реализуется функция коммутации под внешним управлением, то в них должна быть реализована функция управления со стороны гибкого коммутатора с реализацией протоколов H.248/MGCP (для IP) или BICC (для ATM). Типовая структура транспортной сети представлена на рисунке 4  Рис.4 5. Уровень управления Задачей уровня управления коммутацией и передачей является управление установлением соединения в фрагменте NGN. Функция установления соединения реализуется на уровне элементов транспортной сети под внешним управлением оборудования гибкого коммутатора. Исключением являются АТС с функциями MGC, которые сами выполняют коммутацию на уровне элемента транспортной сети. Гибкий коммутатор должен осуществлять: ♦ обработку всех видов сигнализации, используемых в его домене; ♦ хранение и управление абонентскими данными пользователей, подключаемых к его домену непосредственно или через оборудование шлюзов доступа; ♦ взаимодействие с серверами приложений для предоставления рас¬ ширенного списка услуг пользователям сети. При установлении соединения оборудование гибкого коммутатора осуществляет сигнальный обмен с функциональными элементами уровня управления коммутацией. Такими элементами являются все шлюзы, терминальное оборудование мультисервисной сети [интегрированные устройства доступа (IAD), терминалы SIP и Н.323], оборудование других гибких коммутаторов и АТС с функциями контроллера транспортных шлюзов (MGC). Для передачи информации сигнализации сети ТфОП через пакетную сеть используются специальные протоколы. Так, для передачи информации сигнализации ОКС7. поступающей через сигнальные шлюзы от ТфОП к оборудованию гибкого коммутатора, используется протокол MxUA технологии SIGTRAN (в то же время в ряде реализаций гибкого коммутатора предусмотрен непосредственный ввод сигнализации ОКС7). В случае использования на сети нескольких гибких коммутаторов они взаимодействуют по межузловым протоколам (как правило, семейство SIP-T) и обеспечивают совместное управление установлением соединения. На основании анализа принятой информации и решения о последующей маршрутизации вызова оборудование гибкого коммутатора, используя соответствующие протоколы, осуществляет сигнальный обмен по установлению соединения с сетевым элементом назначения и управляет с использованием протокола Н.248 (для IP коммутации) или BICC (для ATM коммутации) установлением соединения для передачи пользовательской информации. При этом потоки пользовательской информации не проходят через гибкий коммутатор, а замыкаются на уровне транспортной сети. Структура уровня управления коммутацией мультисервисной сети представлена на рисунке |