курсовая ngn. Протоколы сигнализации 15 Варианты применения Softswitch в составе есэ рф 19
 Скачать 1.47 Mb.
|
Архитектура SoftswitchМодельгибкогокоммутатораМодель Softswitch предусматривает четыре функциональные плоско сти, которые представлены на рис. 2: транспортная; управления обслужи ванием вызовов и сигнализации; услуг и приложений; эксплуатационного управления. Названия, выделенные в тексте на рис. 2 курсивом и подчеркивани ем, определяют функциональные объекты (ФО) Softswitch, которые одно временно являются логическими объектами IP-сети: AS-F – ФО сервера приложений; SC-F – ФО управления услугами; CA-F – ФО устройства управления шлюзом; MGC-F – ФО контроллера медиашлюзов; SPS-F – ФО прокси-сервера SIP; R-F – ФО маршрутизации вызова; A-F – ФО учета, авторизации, аутентификации; MS-F – ФО транспортного сервера; SG-F – ФО шлюза сигнализации; MG-F – ФО медиа– шлюза; IW-F – ФО взаимо действия; AGS-F – ФО сигнализации шлюза доступа. Выделяется 12 основных функциональных объектов, относительно которых следует подчеркнуть, что это суть функции, а не физические про дукты. Последнее означает, что разные функциональные объекты могут физически располагаться в различных автономных устройствах или много функциональных платформах, что указывает на существование практиче ски неограниченного числа способов отображения разных функциональ ных объектов в физические объекты. Рассмотрим каждый из названных функциональных объектов более подробно. ФО контроллера медиашлюзов MGC-F (Media Gateway ControllerFunction) представляет собой конечный автомат логики обслуживания вы зова и сигнализации управления его обслуживанием для одного или более транспортных шлюзов. MGC-F определяет состояние каждого вызова в ме диа-шлюзе и состояния информационных каналов в интерфейсах MG-F, передает информационные сообщения пользователя между двумя MG-F, а также между IP-телефонами или терминалами, отправляет и принимает сигнальные сообщения от портов, от других MGC-F и от внешних сетей, взаимодействует с AS-F для предоставления услуг пользователю, имеет возможность управлять некоторыми сетевыми ресурсами, имеет возмож ность устанавливать правила для портов пользователя, взаимодействует с R-F и A-F для обеспечения маршрутизации вызова, аутентификации и уче та, а также может участвовать в задачах эксплуатационного управления в мобильной среде. Функциональный объект MGC-F обычно использует про токолы H.248 и MGCP. ФО устройства управления шлюзом CA-F (Call Agent Function) и функциональный объект взаимодействия IW-F (Interworking Function)являются подмножествами MGC-F. Первый из них, CA-F, существует, ко гда MGC-F управляет обслуживанием вызова и определяет его состояния. Протоколами этого функционального объекта могут являться SIP, SIP-T,BICC,H.323,Q.931, Q.SIG,INAP,ISUP,TCAP,BSSAP,RANAP, MAPи CAP, а в качестве интерфейсов API используются любые открытые API типа JAIN или Parlay. Второй функциональный объект, IW-F, существует, когда MGC-F обеспечивает взаимодействие между разными сетями сигнализа ции, например, IP и ATM, ОКС7 и SIP/H.323 и т.п. ФО маршрутизации и учета стоимости вызовов R-F и A-F (CallRouting и Accounting Functions) работают следующим образом. ФО R-F предоставляет информацию о маршрутизации вызова ФО MGC-F. ФО A-F собирает учетную информацию о вызовах для целей биллинга, а также мо жет выполнять более широкий спектр функций AAA, т.е. обеспечивать ау тентификацию, идентификацию и учет в удаленных сетях. Абонентские данные, поддержка биллинга, SNMP  Основная роль обоих функциональных объектов – реагировать на за просы, поступающие от одного или более MGC-F, направляя вызов или учетную информацию о нем к входящим портам (другим MGC-F) или ус лугам (AS-F). Эксплуатационное управление Рис. 2. Архитектура Softswitch Функциональный объект R-F/A-F обеспечивает функцию маршрути зации для локальных и межсетевых вызовов (R-F), фиксирует детали каж дого сеанса связи для целей биллинга и планирования (A-F), обеспечивает управление сеансом и управление мобильностью, может узнавать о мар шрутной информации от внешних источников, может взаимодействовать с AS-F для предоставления услуги пользователю, может функционировать прозрачно для других элементов в тракте сигнализации. Здесь R-F и A-F могут сцепляться друг с другом последовательно или иерархически и к то му же R-F/A-F часто объединяется с MGC-F, причем объединенный R-F/A-F/MGC-F может также запрашивать услуги внешнего R-F/A-F. Сам A-F собирает и сообщает учетную информацию по каждому вызову, а AS-F выдает – учетную информацию о предоставлении дополнительных услуг, таких как конференц-связь или платные информационные услуги. Функция маршрутизации для локальных и межсетевых вызовов R-F может исполь зовать протоколы ENUM и TRIP, а функция стоимости вызовов A-F может использовать протоколы RADIUSили Diameter. ФО SIP-прокси-сервера SPS-F (SIP Proxy Server Function) выделен в отдельный функциональный объект по той причине, что чаще всего R-F и A-F конструктивно оформляются в виде прокси-сервера SIP. ФО шлюза сигнализации SG-F (Signaling Gateway Function) для об мена сигнальной информацией между сетью IP-телефонии и ТфОП, кото рая, как правило, передается на базе ОКС7. Для сетей подвижной связи ФО SG-F представляет собой также шлюз для обмена сигнальной информацией между транзитной пакетной IP-сетью и сетью сотовой подвижной связи (СПС) с коммутацией каналов на базе стека ОКС7. Основная роль ФО SG-F заключается в пакетировании и транспортировке протоколов стека ОКС7 в ТфОП (ISUP или INAP) или в СПС (MAP или CAP) по сети с коммутацией пакетов IP. Для этого функциональный объект SG-F пакетирует и транс портирует протоколы сигнализации ОКС7, используя методы SIGTRAN для передачи к MGC-F или другому SG-F. Один ФО SG-F может обслужи вать много MGC-F, а интерфейсом между SG-F и другими функциональ ными объектами являются протоколы SIGTRAN типов TUA, SUA и M3UA over SCTP, за исключением ситуаций, когда SG-F и MGC-F или другой SG- F объединены в одном месте. ФО сигнализации шлюза доступа AGS-F (Access Gateway SignalingFunction) для обмена сигнальной информацией между сетью IP-телефонии и сетью доступа с коммутацией каналов на базе интерфейса V5.1/V5.2 или ISDN. Для беспроводных сетей подвижной связи ФО AGS-F представляет собой также шлюз для обмена сигнальной информацией между транзитной сетью подвижной связи с коммутацией пакетов и сетью СПС на базе тех нологий TDM или ATM. Основная роль ФО AGS-F заключается в пакети ровании и транспортировке протоколов сигнализации интерфейсов V5 или ISDN (для проводных сетей), или BSSAP или RANAP (для беспроводных сетей) по сети с коммутацией пакетов IP. ФО AGS-F пакетирует и транс портирует к ФО MGC-F протоколы сигнализации V5, ISDN или ОКС7, ис пользуя протоколы SIGTRAN типов M3UA, IUA и V5UA over SCTP. ФО сервера приложений AS-F (Application Server Function) обеспе чивает логику и выполнение услуг для одного или более приложений. ФО AS-F может запрашивать у ФО MGC-F прекращение вызовов или сеансов связи для определенных приложений (например, речевой почты или кон ференц-связи), может запрашивать у ФО MGC-F повторное инициирование услуг связи (например, сопровождающего вызова или звонков по предоп лаченной телефонной карте), может изменять описания потоков пользова тельских данных, участвующих в сеансе, путем использования протокола SDP, может управлять MS-F для обслуживания потоков пользовательской информации, может компоноваться с web-приложениями или иметь web- интерфейсы, может использовать открытые API типа JAIN или Parlay для создания услуг, может иметь внутренние интерфейсы алгоритма распреде ления ресурсов, биллинга и регистрации сеансов, может взаимодействовать с функциональными объектами MGC-F или MS-F, может вызывать другой ФО AS-F для предоставления дополнительных услуг или для построения составных, ориентированных на компоненты приложений, может исполь зовать функциональные возможности MGC-F для управления внешними ресурсами. Для всех этих целей используются протоколы SIP, MGCP, H.248, LDAP, HTTP, CPL и XML. Совместное использование функцио нальных объектов AS-F и MGC-F обеспечивает поддержку составных услуг управления обслуживанием вызовов, таких как сетевые записанные объяв ления, трехсторонняя связь, уведомление о поступлении нового вызова и т. д. В ситуациях, когда функции AS-F и MGC-F реализованы в одной сис теме, вместо подключения ФО AS-F к MGC-F по одному из вышеуказанных протоколов производители часто используют API типа JAIN или Parlay. ФО управления услугами SC-F (Service Control Function) существу ет, когда ФО AS-F управляет логикой услуг. ФО SC-F использует протоко лы INAP, CAP и MAP, а также открытые API типа JAIN и Parlay. ФО медиашлюза MG-F (Media Gateway Function) обеспечивает со пряжение IP-сети с портом доступа, соединительной линией или с сово купностью портов и/или соединительных линий, служа тем самым шлюзом между пакетной сетью и внешними сетями с коммутацией каналов, такими как ТфОП или СПС. Его основная роль состоит в преобразовании пользо вательской информации из одного формата передачи в другой, чаще всего – из канального вида в пакетный и обратно. ФО MG-F всегда состоит в от ношениях ведущий/ведомый с ФО MGC-F с использованием протокола управления MGCP или Megaco/H.248; может выполнять функции обработ ки пользовательской информации, такие как кодирование, пакетирование, эхокомпенсацию, управление буферами, устранения джиттера, корректи рующие действия при потерях пакетов и др.; может выполнять функции обслуживания пользовательских соединений, такие как генерирование аку стических сигналов, генерирование сигналов DTMF, генерирование ком фортного шума и др., а также выполнять анализ цифр на базе таблицы, за гружаемой от ФО MGC-F; может выполнять функции сигнализации и об наружения событий передачи пользовательской информации, такие как об наружение сигналов DTMF, обнаружение состояний отбоя/ответа абонента, детектирование наличия речевых сигналов и др. Таким образом, ФО MG-F обеспечивает механизм, позволяющий ФО MGC-F контролировать состояние и функциональные возможности портов, требуя знания состояния вызовов, проходящих через него, поддерживая только состояние соединений. Используются протоколы RTP/RTCP и H.248. ФОмедиасервераMS-F(MediaServerFunction)обеспечивает управление обработкой пользовательского пакетного трафика от любых приложений. В основном, он функционирует в качестве сервера, обслужи вающего запросы от AS-F или MGC-F в части выполнения обработки поль зовательской информации в пакетированных потоках мультимедиа. ФО MS-F поддерживает различные кодеки и схемы кодирования, может управ ляться AS-F или MGC-F непосредственно (управление ресурсами), или косвенно (вызов функции) с использованием протоколов SIP и H.248. Функциональный объект MA-F может параллельно поддерживать обнару жение набираемых цифр, генерирование и передачу акустических сигналов и записанных сообщений, регистрацию и запись мультимедийных потоков, распознавание речи, речевое воспроизведение текста, микширование для конференц-связи, обработку факсимильных сообщений, определение нали чия речевых сигналов и передачу информации о громкости. ТранспортнаяплоскостьТранспортная плоскость (Transport Plane) отвечает за перенос сооб щений по сети связи, а также обеспечивает доступ к сети IP-телефонии сигнальной и/или пользовательской информации, поступающей со стороны других сетей или терминалов. Как правило, устройства и функции транс портной плоскости управляются функциями плоскости управления обслу живанием вызова и сигнализации. Сама она делится на три домена: домен транспортировки по протоколу IP; домен взаимодействия и домен доступа, отличного от IP. Домен транспортировки по протоколу IP (IP Transport Domain) под держивает магистральную сеть и маршрутизацию для транспортировки па кетов через сеть IP-телефонии. К этому домену относятся коммутаторы, маршрутизаторы, средства обеспечения качества обслуживания QoS (Qual- ity of Service). Домен взаимодействия (Interworking Domain) включает в себя уст ройства преобразования сигнальной или пользовательской информации, поступающей со стороны внешних сетей, в пригодный для передачи по се ти IP вид, а также обратное преобразование. В этот домен входят шлюзы сигнализации (Signaling Gateways), обеспечивающие преобразование сиг нальной информации между разными транспортными уровнями; транс портные шлюзы или медиашлюзы (Media Gateways), выполняющие функ ции преобразования пользовательской информации между разными транс портными сетями и/или разными типами мультимедийных данных; шлюзы взаимодействия (Interworking Gateways), обеспечивающие взаимодействие различных протоколов сигнализации на одном транспортном уровне. Домен доступа, отличного от IP (Non-IP Access Domain) предназна чен для организации доступа к сети IP-телефонии различных IP- несовместимых терминалов. Он состоит из шлюзов доступа Access Gate-waysдля подключения учрежденческих АТС, модемов, линий xDSL; транспортных шлюзов для мобильной сети радиодоступа стандарта GSM/3G; устройств интегрированного абонентского доступа IAD(Inte-gratedAccessDevices);других устройств доступа. Что же касается IP-терминалов, например, SIP-телефонов, то они подключаются к домену транспортировки по протоколу IP прямо, без участия Access Gateway. ПлоскостьуправленияобслуживаниемвызоваисигнализацииПлоскость управления обслуживанием вызова и сигнализации (Call Control & Signaling Plane) управляет основными элементами сети IP-телефонии и, в первую очередь, теми, которые принадлежат транспорт ной плоскости. В этой Call Control & Signaling Plane осуществляется управ ление обслуживанием вызова на основе сигнальных сообщений, поступаю щих из транспортной плоскости, устанавливаются и разрушаются соедине ния для передачи пользовательской информации по сети. Плоскость управ ления и сигнализации содержит контролер медиашлюзов MGC (Media Gate-way Controller), сервер управления обслуживанием вызовов Call Agent, при вратник Gatekeeper, LDAP-сервер (Lightweight Directory Access Protocol). Плоскость услуг иприложенийПлоскость услуг и приложений (Service & Application Plane) обеспе чивает управление, логику и выполнение услуг и/или приложений в сети IP-телефонии. Устройства в этой плоскости содержат логику выполнения услуг и управляют этими услугами путем взаимодействия с устройствами, находящимися в плоскости управления обслуживанием вызова и сигнали зации. Плоскость услуг и приложений состоит из серверов приложений Ap-plicationServersи серверов дополнительных услуг FeatureServers.Эта плоскость может также управлять специализированными компонентами передачи пользовательской информации, например, медиасерверами, кото рые выполняют функции конференц-связи, IVR и т. п. 1.2.5ПлоскостьэксплуатационногоуправленияНа плоскости эксплуатационного управления (Management Plane) поддерживаются функции инициирования абонентов и услуг, эксплуатаци онной поддержки, биллинга и другие функции управления сетью. Плос кость эксплуатационного управления может взаимодействовать с некото рыми или со всеми другими тремя плоскостями либо по стандартному про токолу (например, по протоколу SNMP), либо по внутренним протоколам и интерфейсам API. |