курсовая ngn. Протоколы сигнализации 15 Варианты применения Softswitch в составе есэ рф 19

• Название: Протоколы сигнализации 15 Варианты применения Softswitch в составе есэ рф 19
• Анкор: курсовая ngn
• Дата: 09.10.2021
• Размер: 1.47 Mb.
• Имя файла: ngn-ims-kursovik-1-2-1.docx
• Тип: Протокол; #244185
• страница: 8 из 17

Протоколы сигнализации

В архитектуре IMS существует основной протокол сигнализации – SIP, однако предусмотрена поддержка протоколов для взаимодействия как с сетями NGN, так и с сетями TDM. Стоит только отметить, что в IMS для обмена информацией с базой данных HSS используется протокол Diameter. Остановимся на нем более подробно. Протокол Diameter является эволю­ ционным развитием протокола RADIUS и предлагается, в основном, для использования в качестве протокола следующего поколения для аутенти­ фикации, авторизации и учета AAA(Authentication,Authorization,Accounting). Этот протокол работает поверх TCP или SCTP, так как оба эти протокола обеспечивают надежную передачу, что является критичным для приложений, обменивающихся информацией об учетных записях. Исходя из того, что Diameter, в основном, имеет одноранговую архитектуру, для конкретного узла можно было бы установить более одного соединения.

Концепция IMS разрабатывалась позже Softswitch, поэтому в ней уже заранее предусмотрена поддержка как IPv4, так и IPv6. Необходимость пе­ рехода к новой версии протокола IP была вызвана рядом проблем, таких как проблема масштабируемости сети, неприспособленность протокола IPv4 к передаче мультисервисной информации с поддержкой различных классов обслуживания, включая обеспечение информационной безопасно­ сти. При этом к проблемам масштабируемости протокола IPv4 следует от­ нести следующие: недостаточность объема 32-битового адресного про­ странства; сложность агрегирования маршрутов, разрастание таблиц мар­ шрутизации; сложность массового изменения IP-адресов; относительная сложность обработки заголовков пакетов IPv4.

Кроме того, масштабируемость IP-сетей следует рассматривать не только с точки зрения увеличения числа узлов, но и с точки зрения повы­ шения скорости передачи и уменьшения задержек при маршрутизации.

Указанные проблемы обусловили развитие классической версии про­ токола IPv4 в направлении разработки версии IPv6.

4. Сценарий базового вызова

Ниже приведен сценарий обмена сообщениями при обслуживании базового вызова. Абонент из сети ТфОП совершает вызов к абоненту в сети IMS (рис. 4, 5).

Naou OoII

Naou IMS

Рис. 4. Сценарий обслуживания вызова

Сеть ТфОП

Сеть IMS

Рис. 5. Сценарий обслуживания вызова

5. Особенности предоставления услуг на базе IMS

Предоставление разнообразных услуг на базе единой пакетной сети NGN требует гибкой поддержки качества этих услуг. Поддержка QoS явля­ ется фундаментальным требованием к IMS. При организации каждого се­ анса пользовательское оборудование извещает IMS о своих возможностях и своих требованиях к QoS. При помощи протокола SIP возможно учесть та­ кие параметры, как тип и направление передачи данных, скорость, размер пакетов, использование RTP, требуемая ширина полосы пропускания.

IMS позволяет управлять качеством связи, которое получит тот или иной пользователь, и таким образом дифференцировать пользователей и предоставляемые им услуги.

Еще одним фактором является усложнение системы начисления пла­ ты за мультимедийные сеансы связи. Если оператор не принимает во вни­ мание характер трафика мультимедийного сеанса, он может начислить пла­ ту за него только поверхностно – на основании объема переданных данных. При этом пользователю становится не выгодно пользоваться одними услу­ гами (создающими большой объем трафика, например видео), а оператору становится не выгодно предоставлять другие (создающие незначительный объем трафика, например Instant Messaging). Если оператор осведомлен о характере передаваемого трафика, он может использовать в системе начис­ ления платы более эффективные бизнес-модели, несущие выгоду и ему и пользователям.


Услуга 1

Услуга 2

Услуга N
Кроме того, IMS дает возможность оператору внедрять услуги, соз­ данные сторонними разработчиками или даже самим оператором, а не про­ изводителями телекоммуникационного оборудования. Это позволяет ин­ тегрировать различные услуги и предоставляет широкие возможности пер­ сонализации и увеличения количества услуг. Концепция IMS предполагает горизонтальную архитектуру, позволяющую оператору просто и экономич­ но внедрять новые персонализованные услуги, причем пользователи могут в одном и том же сеансе связи получить доступ к разным услугам (рис. 6).


Рис. 6. Горизонтальная сервисная архитектура, применяемая в IMS
Несмотря на довольно широкий спектр услуг, предоставляемый IMS,

до сих пор наиболее важную роль играет двусторонняя аудио/видео связь.

Для этого архитектура IMS должна поддерживать сеансы мультиме­ дийной связи в IP-сетях, причем такая связь должна быть доступна пользо­ вателям как в домашней, так и в гостевой сетях. Помимо описанных выше, IMS обеспечивает следующие функциональные возможности: взаимодей­ ствие с другими сетями, инвариантность доступа, создание услуг и управ­ ление ими, роуминг, защиту информации, начисление платы.

1. Взаимодействиесдругимисетями

Функция поддержки взаимодействия с сетью Интернет очевидна, так как благодаря общим протоколам пользователи IMS могут устанавливать мультимедийные сеансы связи с разными службами глобальной сети. По­ скольку переход к NGN и IMS будет постепенным и более или менее дли­ тельным, IMS должна также иметь возможность взаимодействия с сетями предыдущих поколений – стационарными (ТфОП) и мобильными (2G) се­ тями с коммутацией каналов. Функции взаимодействия с сетями коммута­ ции каналов не имеют, разумеется, долгосрочной перспективы, но они аб­ солютно необходимы в течение довольно длительного периода существо­ вания конвергентных сетей.

2. Инвариантностьотносительнодоступа

Функциональные возможности IMS инвариантны относительно раз­ ных технологий доступа к ней, отличных от GPRS, например, технологий WLAN, xDSL, HFC (Hybrid Fiber Coax) и т.п. Здесь нет ничего необычного. Как и любая IP-сеть, IMS инвариантна относительно протоколов нижних уровней и технологий доступа. Но поскольку 3GPP сконцентрировал свои усилия на эволюции GSM сетей, спецификация первой версии IMS (Release 5) содержала некоторые GPRS-ориентированные опции. В следующих вер­ сиях, начиная уже с шестой, функции доступа были отделены от ядра сети, и началась разработка концепции инвариантности IMS относительно дос­ тупа, получившая название IP connectivity access и предполагающая приме­ нение любой технологии доступа, которая может обеспечить транспорти­ ровку IP-трафика между пользовательским оборудованием и объектами IMS без изменения принципов функционирования последних.

3. Созданиеуслугиуправлениеуслугами

Необходимость быстро внедрять разнообразные услуги, поскольку именно они должны стать основным источником доходов оператора в XXI веке, потребовала пересмотреть процесс создания услуг в IMS. Чтобы уменьшить время внедрения услуги и обеспечить ее предоставление в гос­ тевой сети при роуминге пользователя, в IMS ведется стандартизация не услуг, а возможностей предоставления услуг (service capability). Таким об­ разом, оператор может внедрить любую услугу, соответствующую service capability, причем эта услуга будет поддерживаться и при перемещении

пользователя в гостевую сеть, если эта сеть обладает аналогичными стан­ дартизованными service capability (возможностями предоставления услуг).

Это достигается благодаря тому, что в IMS принято управление услу­ гой из домашней сети, т. е. устройство, имеющее доступ к базе данных пользователей и непосредственно взаимодействующее с сервисной плат­ формой, всегда находится в домашней сети. Для управления услугами опе­ ратор может применять разную общуюполитикусети, распространяю­ щуюся на всех пользователей сети (например, ограничение использования в сети широкополосных кодеков типа G.711), и разную индивидуальную по-литику, распространяющуюся на того или иного пользователя (например, запрет пользования видеосвязью).

4. Роуминг

Функции роуминга существовали уже в мобильных сетях 2G, и IMS, естественно, эти функции унаследовала, однако само понятие «роуминг» теперь существенно расширилось и включает в себя:

• 
  GPRS-роуминг – гостевая сеть предоставляет RAN и SGSN, а в домашней находятся GGSN и IMS;
  
• 
  IMS-роуминг – гостевая сеть предоставляет IP-соединение и точ­ ку входа (например P-CSCF), а домашняя сеть обеспечивает все остальные функции;
  
• 
  CS-роуминг – роуминг между сетью IMS и сетью коммутации каналов.
  

5. Защитаинформации

Функции обеспечения защиты информации необходимы каждой те­ лекоммуникационной системе, и IMS предоставляет уровень защиты ин­ формации, по крайней мере, не меньший, чем GPRS-сети и сети коммута­ ции каналов. IMS производит аутентификацию пользователей перед нача­ лом предоставления услуги, дает пользователю возможность запросить конфиденциальность информации, передаваемой во время сеанса, и др.

6. Начислениеплаты

Как было отмечено выше, IMS позволяет оператору или провайдеру услуг гибко назначать тарифы для мультимедийных сеансов. IMS сохра­ няет возможность начислять плату за сеанс наиболее простым способом – в зависимости от длительности сеанса или от объема трафика, но может также использовать более сложные схемы, учитывающие разную пользо­ вательскую политику, компоненты медиаданных, предоставляемые услуги и т.п. Требуется также, чтобы две IMS-сети при необходимости могли об­ мениваться информацией, нужной для начисления платы за сеанс связи.

IMS поддерживает начисление платы как в режиме online, так и в режиме offline.