Телекоммуникационные сети и устройства

Некоторые виды сетей

Разбить на страницы
Показывать лекцию целиком

Интеллектуальные сети связи

Общие представления

Интеллектуальная сеть базируется на трех основополагающих компонентах — независимости от вида услуг, структуры сети и производителя оборудования. Интеллектуальные сети базируются на ресурсах телефонных сетей общего пользования и обеспечивают пользователя доступом и выполнением некоторого набора интеллектуальных услуг [18], [38].

Примером наиболее часто применяемых интеллектуальных услуг является "служба 800" — служба, развитая во многих странах и позволяющая, например, пользоваться телефонными картами с оплаченными услугами междугородней связи. При этом она дает возможность нескольким компаниям предложить междугороднюю связь. Абонент, набрав номер 800 (иногда перед номером требуется префикс, например 1) и цифры компании, указанной на карточке, может выйти на междугороднюю связь, иногда даже на определенного национального оператора. Такая услуга создала конкуренцию на этом рынке и резко понизила стоимость минуты телефонного разговора. Часто эта служба используется для создания служб, оплачиваемых входящим абонентом. Например, компании, рекламирующие товары или услуги, могут получить номер (после набора 800), где они могут подробно ответить на возникающие вопросы. При этом соединение будет идти независимо от географического расположения исходящего абонента. Для удобства заказчика вместо цифр может использоваться набор букв, обозначающих имя компании (например, FORD). В общем виде можно сказать, что интеллектуальная сеть представляет собой надстройку или дальнейшее расширение сети общего пользования.

Принципы построения интеллектуальной сети

Архитектура платформы интеллектуальной сети представлена на рис. 9.1.

Она содержит обычный телефонный узел, осуществляющий первоначальный прием номера и подключающий соединение к узлу управления услугами (как один из видов соединений). Платформа обеспечена дополнительным программным обеспечением, которое позволяет взаимодействовать с другими элементами Интеллектуальной сети. Эта система в качестве узла подобной сети называется Узел Коммутации Услуг SSP (Service Switching Point).

(рис 9.1) Принцип построения Интеллектуальной сети

Cтанции, подключающие абонентов к интеллектуальной сети, включены в обычную телефонную сеть, Однако направления к узлам управления услугами требуют наличия ОКС с подсистемой INAP, т. е. системой, предназначенной для передачи сигналов рассматриваемого типа сети. В разделе ОКС этот уровень был упомянут. Подробнее с ним можно ознакомиться по книгам [16], [17].

В обычную станцию могут быть включены приборы для реализации дополнительных функций Интеллектуальная Периферия (IPr — Intelligent Peripheral), например, поддерживающие диалоги с абонентами. Это приглашение к набору цифр, информация о стоимости услуги или величине кредита и т. п. Вся информация, дополнительно поступающая от абонента, представлена в многочастотном коде. В связи с этим аппараты абонентов должны быть оборудованы частотными номеронабирателями. Для подключения IPr к узлу коммутации (SCP) используются соединительные линии с сигнализацией, которая реализует протоколы DSS1 первичного доступа ISDN.

Узел управления услугами SCP (Service Control Point) содержит программы, централизовано реализующие логику услуг. В зависимости от принятой информации он дистанционно, с помощью канала сигнализации управляет коммутационным узлом (SSP). Например, осуществляет переадресацию вызова на другой коммутационный узел и другие дополнительные коммутационные действия. Коммутационный узел после выполнения коммутационных действий приостанавливает свою работу до получения новых инструкций от узла управления услугами, вплоть до разъединения.

Система эксплуатационного управления и среда создания услуг (SMP/SCEP — Service management point / Service Creation Environment Point) предоставляют оператору возможность управлять, контролировать, создавать, активизировать, отменять услуги.

Пример работы интеллектуальной сети и базовый процесс обслуживания

Рассмотрим пример работы интеллектуальной сети при реализации услуги "междугороднее соединение по заранее оплаченной карте". Алгоритм этого процесса показан на рис. 9.2 (2 листа).

Услуга заключается в том, что абонент заранее покупает карту, при этом он оплачивает определенное количество минут. С помощью системы управления интеллектуальной сетью необходимо проверить правильность специального номера идентификатора карты, убедиться, что у абонента не исчерпан лимит, и указать маршрут соединения, поскольку соединение может проходить по отдельной сети, распространяющей эту карту.

Рассмотрим кратко этот процесс.

После снятия абонентом трубки процесс идет обычным путем, о котором мы уже говорили в предыдущих разделах.

После приема номера (или его части) определяется, что соединение требует выхода на узел управления услугами (SCP). Устанавливается соответствующее соединение, и на SCP посылается сигнал, содержащий набранный номер. На станции (узле коммутации SSP) процесс приостанавливается.

(рис 9.2) Алгоритм реализации услуги "междугородное соединение по предварительно оплаченной карте"

SCP, проведя анализ номера, дает команду в SSP для подключения интеллектуальной периферии. Далее узел коммутации SSP включает механический голос: "Наберите код карты".

Код карты принимается или транслируется через узел коммутации, и после окончания приема подается сигнал в SCP и коммутационный узел снова приостанавливает работу в ожидании анализа кода.

От узла управления услугами (SCP) может прийти один из двух сигналов (Код правильный или неправильный). По неправильному коду узел коммутации информирует абонента с помощью интеллектуальной периферии (механический голос "Набранный код неправильный") и завершает соединение (возможно, предоставив абоненту право на повторное число попыток).

При правильном коде у узла управления услугами запрашивается информация о маршруте соединения (каналы могут принадлежать нескольким компаниям, и поэтому должен быть указан точный маршрут, гарантирующий указанную на карте стоимость соединения).

Процесс разъединения не рассматривается. Хотя в нем может быть еще одно интеллектуальное действие — предоставление информации абоненту об оставшейся сумме денег.

Пример позволяет дать некоторые определения, используемые в общей модели обслуживания интеллектуального вызова.

Модель использует следующие понятия:

Точки состояния вызова (Point In Call — PIC ).

Точки обнаружения обращений к услугам IN (Trigger Detection Points — TDP), в русском языке используется термин "триггерные точки". Они, как видно из примера, приостанавливают процесс обслуживания вызова для обращения к логике услуг IN. Это происходит по определенному критерию (например, по набранному абонентом префиксу или коду).

Важно отметить, что эксплуатационный персонал SSP может самостоятельно определять триггерные точки и назначать критерии.

Точки обнаружения событий (Event Detection Point —EDP). Такими событиями могут быть: занятость абонента, ответ, отбой. Информация об этих событиях используется сервисной логикой SCP.

Для изучения архитектуры, протоколов и интерфейсов интеллектуальных сетей связи можно обратиться к [18].

Принципы построения сети ОКС № 7

Компоненты сети сигнализации и режимы сигнализации

При рассмотрении вопросов этой лекции необходимо знание материалов, которые были изложены ранее. Первое, о чем следует вспомнить, — это структура построения телефонных сетей. Второе — система сигнализации ОКС. Третье — особенности маршрутизации, в зависимости от среды и требований к сигнализации.

Итак, сеть ОКС [16, 35, 55] в идеальном варианте должна во многом повторять сеть общего пользования. Каждый из узлов и каждая станция междугородней, зоновой и местной (городской или сельской) сети должна иметь систему сигнализации.

Однако идеальную картину нарушают несколько обстоятельств. Система общих каналов внедряется на уже действующих сетях. Поэтому не все станции способны взаимодействовать с этой системой и не все могут быть дооборудованы. Все устанавливаемые в настоящее время новые станции цифровой системы имеют возможность установки и эксплуатации ОКС.

Эти станции должны обладать необходимым оборудованием и программным обеспчением. Во многих случаях пуск станций осуществляется без этих подсистем, их установка происходит уже в процессе эксплуатации, что приводит к неоправданным расходам.

Имеются обстоятельства, которые необходимо учитывать при внедрении на сети ОКС. Первое из них — это переход от cтарой системы сигнализации к новой и способы их согласования.

Известны два способа перехода сетей к новым системам. Первый — метод "островов", когда создаются отдельные части сети, имеющие новое оборудование (в данном случае — систему сигнализации ОКС). Вторая система — система наложения — состоит в том, что новое оборудование устанавливается географически близко к уже существующему.

В этом случае выделяются места и оборудование для их взаимодействия. В обоих случаях неоднородность сети порождает проблемы стыковки и специальной маршрутизации с учетом среды, которая была рассмотрена ранее.

Второе обстоятельство заключается в том, что система связанного ОКС экономически не всегда оправдана или ее невозможно строго осуществить, учитывая аварийные ситуации, поэтому возникает потребность в создании квазисвязной сети. В этом случае сеть ОКС начинает приобретать характер, отличный от сети общего пользования, которую она сопровождает.

С точки зрения сети ОКС отличают сигнальные точки ( SP — Signaling Point) и точки транзита сигнализации ( STP — Signaling Transfer Point). Рассмотрим организацию сети ОКС на конкретных сетях.

Зоновые и городские телефонные сети

Организация ОКС возможна только при наличии в городе АТС цифровой системы и при нерайонированной сети (рис. 9.3). Сеть, приведенная на рисунке, показывает, что на сети такого рода все цифровые станции связаны пучками Отдельных Каналов Сигнализации, т. е. подразумевается работа по связанной системе. Квазисвязанная система применяется в аварийных случаях для обхода отказавших направлений. Такая система предполагает, что каждая из станций должна реализовывать оба режима работы, т. е. каждая должна работать как обычная точка сигнализации ( SP ) и как транзитная ( SPT ).

(рис 9.3) Принцип построения сети ОКС для нерайонированной сети

При наличии районированной сети (сети с узлоообразованием) (рис. 9.4) узлы выполняют функции транзитных пунктов сигнализации, а также в аварийных ситуациях служат для организации транзитных маршрутов.

(рис 9.4) Принцип построения сети ОКС для районированной сети с узлами исходящего/входящего сообщения

Система сигнализации на сельских сетях

Сельские сети сигнализации строятся по радиальной системе, показанной на рис. 9.5.

Узловые и оконечные станции могут выполнять функции транзита для обеспечения альтернативных маршрутов.

(рис 9.5) Принцип построения сети ОКС для сельской сети связи

Междугородные и международные (национальные) сети сигнализации

Междугородняя и международная сети сигнализации опираются на сети УАК (Узлы Автоматической Коммутации) и АМТС. Сеть УАК состоит из станций, полностью связанных друг с другом. Некоторые из АМТС могут быть также связаны каналами сигнализации (при наличии большого тяготения между зонами). Для большей надежности точки сигнализации могут быть связаны с несколькими транзитными пунктами, как это показано на рис. 9.6.

На рис. 9.6 изображены:

  • Международный пункт сигнализации (International Signalization Point), определяемый кодом международной нумерации;
  • Национальный пункт сигнализации (National Signalization Point), определяемый кодом международной нумерации. Они состоят из:
  • STP — Signaling Transfer Point — Точки преобразования сигнала. Они обычно располагаются на Узлах Автоматической Коммутации (УАК) и транслируют поступающие по ОКС сигналы.
  • SP — Signaling Point — Точки сигнализации. Оконечные точки отправления и оконечные пункты приема сигналов, располагаемые на зоновых АМТС.
  • Возможны пункты (шлюзы), имеющие двойную нумерацию в национальных и международных системах нумераций.
  • В России приняты два формата кодов пунктов сигнализации, размер которых в соответствии с рекомендациями МСЭ-Т составляет 16 битов. Они содержат индикатор сети (ИС), состоящий из 2-х двоичных знаков (ИС) и код пункта сигнализации, состоящий из 14-ти двоичных знаков (КПС).

  • Для междугородней и международной сети индикатор сети равен 10. Код пункта сигнализации образуется комбинацией двух полей: код сигнальной зоны (КСЗ) — 8 битов, код пункта в зоне (КПСЗ) — 6 битов.(рис 9.6) Принцип построения сети ОКС для международной и междугородней связи

    При значении индикатора сети "00" Код пункта сигнализации, используемый совместно для международной части сети междугородней и международной телефонной связи, образуется комбинацией цифровых обозначений

    Z UUU V,

    где код зоны сигнализации (Z) — 3 двоичных знака; код идентификации сети сигнализации (UUU) — 8 двоичных знаков; код идентификации пункта сигнализации в сети (V) — 3 двоичных знака.

  • Для региональных сетей (сетей операторов) — код индикатора сети имеет значение "11", код пункта сигнализации образуется комбинацией 14 двоичных знаков: код стотысячного района или местной сети — 9 битов, код пункта сигнализации в районе сети — 7 битов.

    Таким образом, в федеральной (междугородней) сети может быть организовано до 256 сигнальных зон (0—255), по 64 пункта сигнализации в каждой зоне (0—63). На территории каждой междугородней зоны может быть организованно до 128 (0—127) местных сетей ОКС № 7, каждая из которых может включать до 128 пунктов сигнализации. Шлюзом между региональными (местными, зоновыми) сетями ОКС и федеральной (междугородной) сетью зоны является АМТС зоны, которой присваивается код в соответсвии с национальным планом нумерации. Конкретные коды пунктов сигнализации приводятся в [46].

  • Структура сетей ОКС

    Несмотря на то, что сеть сигнализации опирается на сеть каналов, передающих основную информацию (речь и данные), структура сетей сигнализации может быть различна. Главной целью при этом будет обеспечение надежности. В большинстве случаев строится структура, которая обеспечивает несколько альтернативных путей. При рассмотрении форматов сети ОКС обращалось внимание на признак выбора звена сигнализации (SLS). Он позволяет организовывать обходные маршруты. Для этого должна быть построена сеть, имеющая несколько альтернативных путей сигнализации. Поэтому строится "ячеистая сеть сигнализации", где каждый из предыдущих узлов сигнализации соединен по крайней мере с двумя следующими. Кроме сетевых способов обеспечения надежности применяются также способы станционного резервирования оборудования ОКС и выделения резервных каналов (за исключением предназначенного для этой цели 16-го канала), на которые согласованно переходят звенья системы сигнализации при потере связи на основном направлении сигнализации.

    Распределение ресурса нумерации пунктов сигнализации (НПС) между сетями ОКС 7 телефонных сетей связи общего пользования
    Пунктысигнализации телефонных сетей связи общего пользования Формат кода пункта сигнализации Формат кода пунктов сигнализации диапазона (в десятичном исчислении) Диапазон кодов пунктов сигнализации (в двоичном исчислении) Диапазон кодов пунктов сигнализации (в десятичном исчислении)
    Пункты сигнализации сети междугородней и международной телефонной связи ( ИСмн = 00 ) Международный формат Z-UUU-V от 2-100-0 до 2-119-7 01001100100000-01001110111111 4896–5055
    Пункты сигнализации сети междугородней и международной, зоновой телефонной связи ( ИСмг=10 ) Национальный формат КСЗ-КПСЗ от 0-0 до 255-63 00000000000000-11111111111111 0–16383
    Пункты сигнализации сети местной (зоновой) телефонной связи ( ИСм =11 ) от 0 до 15359 00000000000000-11101111111111 0–15359

    Функции управления сетью ОКС № 7

    Эти функции также рассматривались, поскольку они отражены в формате управления сетью ОКС. Поэтом ограничимся их перечислением.

  • Функции управления сигнальным трафиком при нарушениях в сетях сигнализации.
  • Функции измерения сигнального трафика.
  • Процедура перехода на резерв и перенос трафика на альтернативное звено.
  • Процедура возврата на исходное звено.
  • Процедура запрещения управления звеном сигнализации при осуществлении тестирования или техобслуживания.
  • Управление сигнальным трафиком в случае перегрузки.
  • Управление звеном сигнализации (активация, дезактивация звена).
  • Основные процедуры этих процессов приведены в рекомендациях ITU-T Q.701–704 Белой книги.

    Сеть следующего поколения

    Сеть следующего поколения (NGN — Next Generation Network) [19, 20, 36, 55, 68, 70] — широкий термин, который отображает эволюцию сетей связи и сетей доступа [61]. Основная идея этого типа сетей заключается в создании единой транспортной сети для всех видов информации и услуг (речь, подвижное и неподвижное изображение, данные и все мультимедиа-услуги) путем передачи пакетов, таких какие, например, применяются в сети Интернет. NGN в общем случае использует Интернет-протоколы, которые были рассмотрены в предыдущем курсе.

    NGN может оказывать услуги, связанные с широкополосной связью, предоставлять заданное качество обслуживания (поддерживать значение QoS) независимо от технологии транспортной сети. Такая сеть поддерживает связь подвижных объектов.

    Основные составляющие сети нового поколения:

  • Базовая сеть, которая последовательно (путем выделения участков или методом наложения) превращает используемые для различных услуг транспортные сети в единую транспортную сеть (ниаболее часто основанную на принципах Интернет или Ethernet). Предполагается, что служба передачи речи будет преобразована от архитектуры Телефонной Сети Общего пользования с коммутацией каналов к сети передачи речи с технологией коммутации пакетов (VoIP). Также преполагается добровольный коммерческий переход от существующих услуг, таких как X.25, Frame Relay к службам Интернет (IP) и виртуальным частным сетям (VPN — Virtual Private Network) или технической имитации существующих услуг на сети NGN.
  • В сети абонентского доступа предполагается переход от "двухпроводного" доступа к xDSL в качестве первого шага доступа на местных станциях к следующему шагу — установке мультиплексора доступа цифровой абонентской линии (DSLAM — Digital Subscriber Line Access Multiplexer), интегрального порта передачи речи, который позволяет со временем удалить коммутационную станцию.
  • В кабельной сети (магистральный участок) предполагается переход от передачи голоса с постоянной скоростью к службе, которая обеспечивает мультисервисное обслуживание (VoIP и протокол SIP).
  • Для NGN характерно четкое раздление между транспортной частью и услугами, которые передаются через эту транспортную сеть. Это означает, что если поставщик услуги захочет ввести новую услугу, он может это сделать на уровне приложения без вхождения в детали транспортного уровня, т. е. услуга независима от характеристик транспортного уровня. Например, услуга, включающая в себя передачу речи, может быть независима от сети доступа и содержать более чем один тип терминала (телефон, персональный компьютер и т. п.).

    NGN базируется на технологиях, включая протоколы Интернет и многопротокольную коммутацию с использованием меток (MPLS — Multiprotocol Label Switching). На прикладном уровне применяется H.323, который превосходит протокол ITU. Первоначально H.323 был более популярным, хотя его популярность страдала из-за трудной стыковки с системой трансляции сетевого адреса (NAT — Network Address Translation) и программам безопасности. По этой причине местные услуги речевой службы (VoIP) разрабатывались с широким использованием SIP.

    Однако в сетях передачи речи крупных компаний используют H.323 в базовой сети.

    Для речевых приложений важной составляющей является Softswitch, программируемое устройство, которое выполняет функции управления обслуживанием вызова, сигнализацию и функции, обеспечивающие установление соединения через одну или несколько сетей, то есть программируемое устройство, которое управляет передачей речи через IP.

    Это позволяет корректно корректировать различные протоколы в NGN.

    Важнейшие функции Softswitch: создание интефейсов с существующими телефонными сетями с помощью сигнальных (SG — Signaling Gateways) и информационных шлюзов (MG — Media Gateways). Однако термин Softswitch определяет оборудование различного производителя и выполняющее различные функции.

    Часто в литературе в NGN применяется термин "Шлюз" (Gatekeeper). Первоначально это было устройство, предназначенное для коммутации каналов (ТфОП, ОКС №7) к пакетной форме и преобразующее речь и данные из аналоговой или цифровой формы. Эта информация проходит через один или много шлюзов. Для управления шлюзами телефонии и взаимодействия с контроллерами транспортных шлюзов прменяются протоколы управления транспортным шлюзом (MGCP — Media Gateway Control Protocol). Функции управления вызовом Softswitch иногда выделяли в функции Call Agent, но термин Softswitch является более широким и точным. [А.Б. Гольдштейн, Б.С. Гольдштейн SOFTSWITCH СПб. БХВ — Санкт-Петербург, 2006, 368 с.]. Европейский институт стандартов электросвязи (European Telecommunications Standards Institute — ETSI) и Проект партнерства производителей сотовой связи третьего поколения (3rd Generation Partnership Project — 3 GPP) определили стандартную арихитектуру NGN для мультимедиа-услуг в сети Интернет как подсистему IP мультимедиа (IMS — IP Multimedia Subsystem) [IP Multimedia Subsystem — универсальная архитектура для услуг. Николай Силаков. 10 октября 2006 г].

    Архитектура IMS разрабатывалась для использования в сетях подвижной связи третьего поколения. Поддержка протокола инициирования сеансов связи (SIP) позволяет применять единый подход к реализации приложений и осуществлению доступа, а также интегрировать приложения, предлагаемые сторонними компаниями (например, контент-провайдерами).

    Концепция создания архитектуры IMS оказалась настолько удачной, что некоторые органы стандартизации предложили использовать ее для мультисервисных решений в своих секторах рынка. Рабочая группа Европейского института по телекоммуникационным стандартам ETSI TSPAN (Telecom Internet converged Services Protocols for Advanced Networks — конвергированные телекоммуникационные и интернет-сервисы для модернизированных сетей) разрабатывает спецификации для сетей фиксированной связи, в основном применяя в разработках 3GPR. Организация Cable Labs, разрабатывающая стандарты для сетей кабельных операторов, в спецификации Fast Cable 2.0 предусматривает внедрение SIP. И везде в основе лежит идея IMS.

    В концепцию IMS действительно заложен принцип, в соответствии с которым эта архитектура должна обладать возможностью для установления большого числа сеансов связи, причем участвующие в этих сеансах абоненты могут использовать разные устройства доступа. Абонентам предлагаются разного рода услуги, доставка которых основывается на общем подходе.

    В частности, эта архитектура должна обладать возможностью для решения таких задач, как реализация нескольких услуг в рамках одного сеанса связи. Так, голосовые вызовы могут довольно часто сопровождаться определением доступности вызываемой стороны (так называемая "услуга присутствия"). При этом у обслуживаемого абонента не должно возникать проблем с разными видами терминального оборудования. В частности, должно гарантироваться установление сеанса связи в случае, когда используемый терминал не обладает определенными функциональными возможностями. Это означает, что при видеотелефонном вызове предусматривается возможность его приема без видеокомпонента, или же видео будет перенаправляться на другое устройство.

    Краткие итоги

  • Интеллектуальные сети базируются на ресурсах телефонных сетей общего пользования и обеспечивают пользователя доступом и выполнением некоторого набора интеллектуальных услуг.
  • Архитектура платформы интеллектуальной сети содержит: обычный телефонный узел, узел коммутации услуг, интеллектуальную периферию, узел управления услугами, систему эксплуатационного управления и среду создания услуг.
  • Общая модель обслуживания интеллектуального вызова использует следующие понятия: точка состояния вызова, точка обнаружения событий.
  • Сеть ОКС в идеальном варианте во многом повторяет сеть общего пользования. Каждый из узлов и каждая станция междугородней, зоновой и местной (городской или сельской) сети имеет систему сигнализации.
  • Система связанного ОКС экономически не всегда оправдана, или ее невозможно строго осуществить, учитывая аварийные ситуации, поэтому возникает потребность в создании квазисвязной сети. В этом случае сеть ОКС начинает приобретать характер, отличный от сети общего пользования, которую она сопровождает.
  • В России принято два формата кодов пунктов сигнализации, размер которых в соответствии с рекомендациями МСЭ-Т составляет 16 битов. Они содержат индикатор сети (ИС), состоящий из 2х двоичных знаков (ИС), и код пункта сигнализации, состоящий из 14-ти двоичных знаков (КПС).
  • Сеть следующего поколения ( NGN — Next Generation Network) — широкий термин, который отображает эволюцию сетей связи и сетей доступа. Основная идея этого типа сетей заключается в создании единой транспортной сети для всех видов информации и услуг (речь, подвижное и неподвижное изображение, данные и все мультимедиа-услуги) путем передачи пакетов.
  • Страницы:

    Интеллектуальные сети связи

    Общие представления

    Интеллектуальная сеть базируется на трех основополагающих компонентах — независимости от вида услуг, структуры сети и производителя оборудования. Интеллектуальные сети базируются на ресурсах телефонных сетей общего пользования и обеспечивают пользователя доступом и выполнением некоторого набора интеллектуальных услуг [18], [38].

    Примером наиболее часто применяемых интеллектуальных услуг является "служба 800" — служба, развитая во многих странах и позволяющая, например, пользоваться телефонными картами с оплаченными услугами междугородней связи. При этом она дает возможность нескольким компаниям предложить междугороднюю связь. Абонент, набрав номер 800 (иногда перед номером требуется префикс, например 1) и цифры компании, указанной на карточке, может выйти на междугороднюю связь, иногда даже на определенного национального оператора. Такая услуга создала конкуренцию на этом рынке и резко понизила стоимость минуты телефонного разговора. Часто эта служба используется для создания служб, оплачиваемых входящим абонентом. Например, компании, рекламирующие товары или услуги, могут получить номер (после набора 800), где они могут подробно ответить на возникающие вопросы. При этом соединение будет идти независимо от географического расположения исходящего абонента. Для удобства заказчика вместо цифр может использоваться набор букв, обозначающих имя компании (например, FORD). В общем виде можно сказать, что интеллектуальная сеть представляет собой надстройку или дальнейшее расширение сети общего пользования.

    Принципы построения интеллектуальной сети

    Архитектура платформы интеллектуальной сети представлена на рис. 9.1.

    Она содержит обычный телефонный узел, осуществляющий первоначальный прием номера и подключающий соединение к узлу управления услугами (как один из видов соединений). Платформа обеспечена дополнительным программным обеспечением, которое позволяет взаимодействовать с другими элементами Интеллектуальной сети. Эта система в качестве узла подобной сети называется Узел Коммутации Услуг SSP (Service Switching Point).

    (рис 9.1) Принцип построения Интеллектуальной сети

    Cтанции, подключающие абонентов к интеллектуальной сети, включены в обычную телефонную сеть, Однако направления к узлам управления услугами требуют наличия ОКС с подсистемой INAP, т. е. системой, предназначенной для передачи сигналов рассматриваемого типа сети. В разделе ОКС этот уровень был упомянут. Подробнее с ним можно ознакомиться по книгам [16], [17].

    В обычную станцию могут быть включены приборы для реализации дополнительных функций Интеллектуальная Периферия (IPr — Intelligent Peripheral), например, поддерживающие диалоги с абонентами. Это приглашение к набору цифр, информация о стоимости услуги или величине кредита и т. п. Вся информация, дополнительно поступающая от абонента, представлена в многочастотном коде. В связи с этим аппараты абонентов должны быть оборудованы частотными номеронабирателями. Для подключения IPr к узлу коммутации (SCP) используются соединительные линии с сигнализацией, которая реализует протоколы DSS1 первичного доступа ISDN.

    Узел управления услугами SCP (Service Control Point) содержит программы, централизовано реализующие логику услуг. В зависимости от принятой информации он дистанционно, с помощью канала сигнализации управляет коммутационным узлом (SSP). Например, осуществляет переадресацию вызова на другой коммутационный узел и другие дополнительные коммутационные действия. Коммутационный узел после выполнения коммутационных действий приостанавливает свою работу до получения новых инструкций от узла управления услугами, вплоть до разъединения.

    Система эксплуатационного управления и среда создания услуг (SMP/SCEP — Service management point / Service Creation Environment Point) предоставляют оператору возможность управлять, контролировать, создавать, активизировать, отменять услуги.

    Пример работы интеллектуальной сети и базовый процесс обслуживания

    Рассмотрим пример работы интеллектуальной сети при реализации услуги "междугороднее соединение по заранее оплаченной карте". Алгоритм этого процесса показан на рис. 9.2 (2 листа).

    Услуга заключается в том, что абонент заранее покупает карту, при этом он оплачивает определенное количество минут. С помощью системы управления интеллектуальной сетью необходимо проверить правильность специального номера идентификатора карты, убедиться, что у абонента не исчерпан лимит, и указать маршрут соединения, поскольку соединение может проходить по отдельной сети, распространяющей эту карту.

    Рассмотрим кратко этот процесс.

    После снятия абонентом трубки процесс идет обычным путем, о котором мы уже говорили в предыдущих разделах.

    После приема номера (или его части) определяется, что соединение требует выхода на узел управления услугами (SCP). Устанавливается соответствующее соединение, и на SCP посылается сигнал, содержащий набранный номер. На станции (узле коммутации SSP) процесс приостанавливается.

    (рис 9.2) Алгоритм реализации услуги "междугородное соединение по предварительно оплаченной карте"

    SCP, проведя анализ номера, дает команду в SSP для подключения интеллектуальной периферии. Далее узел коммутации SSP включает механический голос: "Наберите код карты".

    Код карты принимается или транслируется через узел коммутации, и после окончания приема подается сигнал в SCP и коммутационный узел снова приостанавливает работу в ожидании анализа кода.

    От узла управления услугами (SCP) может прийти один из двух сигналов (Код правильный или неправильный). По неправильному коду узел коммутации информирует абонента с помощью интеллектуальной периферии (механический голос "Набранный код неправильный") и завершает соединение (возможно, предоставив абоненту право на повторное число попыток).

    При правильном коде у узла управления услугами запрашивается информация о маршруте соединения (каналы могут принадлежать нескольким компаниям, и поэтому должен быть указан точный маршрут, гарантирующий указанную на карте стоимость соединения).

    Процесс разъединения не рассматривается. Хотя в нем может быть еще одно интеллектуальное действие — предоставление информации абоненту об оставшейся сумме денег.

    Пример позволяет дать некоторые определения, используемые в общей модели обслуживания интеллектуального вызова.

    Модель использует следующие понятия:

    Точки состояния вызова (Point In Call — PIC ).

    Точки обнаружения обращений к услугам IN (Trigger Detection Points — TDP), в русском языке используется термин "триггерные точки". Они, как видно из примера, приостанавливают процесс обслуживания вызова для обращения к логике услуг IN. Это происходит по определенному критерию (например, по набранному абонентом префиксу или коду).

    Важно отметить, что эксплуатационный персонал SSP может самостоятельно определять триггерные точки и назначать критерии.

    Точки обнаружения событий (Event Detection Point —EDP). Такими событиями могут быть: занятость абонента, ответ, отбой. Информация об этих событиях используется сервисной логикой SCP.

    Для изучения архитектуры, протоколов и интерфейсов интеллектуальных сетей связи можно обратиться к [18].

    Принципы построения сети ОКС № 7

    Компоненты сети сигнализации и режимы сигнализации

    При рассмотрении вопросов этой лекции необходимо знание материалов, которые были изложены ранее. Первое, о чем следует вспомнить, — это структура построения телефонных сетей. Второе — система сигнализации ОКС. Третье — особенности маршрутизации, в зависимости от среды и требований к сигнализации.

    Итак, сеть ОКС [16, 35, 55] в идеальном варианте должна во многом повторять сеть общего пользования. Каждый из узлов и каждая станция междугородней, зоновой и местной (городской или сельской) сети должна иметь систему сигнализации.

    Однако идеальную картину нарушают несколько обстоятельств. Система общих каналов внедряется на уже действующих сетях. Поэтому не все станции способны взаимодействовать с этой системой и не все могут быть дооборудованы. Все устанавливаемые в настоящее время новые станции цифровой системы имеют возможность установки и эксплуатации ОКС.

    Эти станции должны обладать необходимым оборудованием и программным обеспчением. Во многих случаях пуск станций осуществляется без этих подсистем, их установка происходит уже в процессе эксплуатации, что приводит к неоправданным расходам.

    Имеются обстоятельства, которые необходимо учитывать при внедрении на сети ОКС. Первое из них — это переход от cтарой системы сигнализации к новой и способы их согласования.

    Известны два способа перехода сетей к новым системам. Первый — метод "островов", когда создаются отдельные части сети, имеющие новое оборудование (в данном случае — систему сигнализации ОКС). Вторая система — система наложения — состоит в том, что новое оборудование устанавливается географически близко к уже существующему.

    В этом случае выделяются места и оборудование для их взаимодействия. В обоих случаях неоднородность сети порождает проблемы стыковки и специальной маршрутизации с учетом среды, которая была рассмотрена ранее.

    Второе обстоятельство заключается в том, что система связанного ОКС экономически не всегда оправдана или ее невозможно строго осуществить, учитывая аварийные ситуации, поэтому возникает потребность в создании квазисвязной сети. В этом случае сеть ОКС начинает приобретать характер, отличный от сети общего пользования, которую она сопровождает.

    С точки зрения сети ОКС отличают сигнальные точки ( SP — Signaling Point) и точки транзита сигнализации ( STP — Signaling Transfer Point). Рассмотрим организацию сети ОКС на конкретных сетях.

    Зоновые и городские телефонные сети

    Организация ОКС возможна только при наличии в городе АТС цифровой системы и при нерайонированной сети (рис. 9.3). Сеть, приведенная на рисунке, показывает, что на сети такого рода все цифровые станции связаны пучками Отдельных Каналов Сигнализации, т. е. подразумевается работа по связанной системе. Квазисвязанная система применяется в аварийных случаях для обхода отказавших направлений. Такая система предполагает, что каждая из станций должна реализовывать оба режима работы, т. е. каждая должна работать как обычная точка сигнализации ( SP ) и как транзитная ( SPT ).

    (рис 9.3) Принцип построения сети ОКС для нерайонированной сети

    При наличии районированной сети (сети с узлоообразованием) (рис. 9.4) узлы выполняют функции транзитных пунктов сигнализации, а также в аварийных ситуациях служат для организации транзитных маршрутов.

    (рис 9.4) Принцип построения сети ОКС для районированной сети с узлами исходящего/входящего сообщения

    Система сигнализации на сельских сетях

    Сельские сети сигнализации строятся по радиальной системе, показанной на рис. 9.5.

    Узловые и оконечные станции могут выполнять функции транзита для обеспечения альтернативных маршрутов.

    (рис 9.5) Принцип построения сети ОКС для сельской сети связи

    Междугородные и международные (национальные) сети сигнализации

    Междугородняя и международная сети сигнализации опираются на сети УАК (Узлы Автоматической Коммутации) и АМТС. Сеть УАК состоит из станций, полностью связанных друг с другом. Некоторые из АМТС могут быть также связаны каналами сигнализации (при наличии большого тяготения между зонами). Для большей надежности точки сигнализации могут быть связаны с несколькими транзитными пунктами, как это показано на рис. 9.6.

    На рис. 9.6 изображены:

  • Международный пункт сигнализации (International Signalization Point), определяемый кодом международной нумерации;
  • Национальный пункт сигнализации (National Signalization Point), определяемый кодом международной нумерации. Они состоят из:
  • STP — Signaling Transfer Point — Точки преобразования сигнала. Они обычно располагаются на Узлах Автоматической Коммутации (УАК) и транслируют поступающие по ОКС сигналы.
  • SP — Signaling Point — Точки сигнализации. Оконечные точки отправления и оконечные пункты приема сигналов, располагаемые на зоновых АМТС.
  • Возможны пункты (шлюзы), имеющие двойную нумерацию в национальных и международных системах нумераций.
  • В России приняты два формата кодов пунктов сигнализации, размер которых в соответствии с рекомендациями МСЭ-Т составляет 16 битов. Они содержат индикатор сети (ИС), состоящий из 2-х двоичных знаков (ИС) и код пункта сигнализации, состоящий из 14-ти двоичных знаков (КПС).

  • Для междугородней и международной сети индикатор сети равен 10. Код пункта сигнализации образуется комбинацией двух полей: код сигнальной зоны (КСЗ) — 8 битов, код пункта в зоне (КПСЗ) — 6 битов.(рис 9.6) Принцип построения сети ОКС для международной и междугородней связи

    При значении индикатора сети "00" Код пункта сигнализации, используемый совместно для международной части сети междугородней и международной телефонной связи, образуется комбинацией цифровых обозначений

    Z UUU V,

    где код зоны сигнализации (Z) — 3 двоичных знака; код идентификации сети сигнализации (UUU) — 8 двоичных знаков; код идентификации пункта сигнализации в сети (V) — 3 двоичных знака.

  • Для региональных сетей (сетей операторов) — код индикатора сети имеет значение "11", код пункта сигнализации образуется комбинацией 14 двоичных знаков: код стотысячного района или местной сети — 9 битов, код пункта сигнализации в районе сети — 7 битов.

    Таким образом, в федеральной (междугородней) сети может быть организовано до 256 сигнальных зон (0—255), по 64 пункта сигнализации в каждой зоне (0—63). На территории каждой междугородней зоны может быть организованно до 128 (0—127) местных сетей ОКС № 7, каждая из которых может включать до 128 пунктов сигнализации. Шлюзом между региональными (местными, зоновыми) сетями ОКС и федеральной (междугородной) сетью зоны является АМТС зоны, которой присваивается код в соответсвии с национальным планом нумерации. Конкретные коды пунктов сигнализации приводятся в [46].

  • Структура сетей ОКС

    Несмотря на то, что сеть сигнализации опирается на сеть каналов, передающих основную информацию (речь и данные), структура сетей сигнализации может быть различна. Главной целью при этом будет обеспечение надежности. В большинстве случаев строится структура, которая обеспечивает несколько альтернативных путей. При рассмотрении форматов сети ОКС обращалось внимание на признак выбора звена сигнализации (SLS). Он позволяет организовывать обходные маршруты. Для этого должна быть построена сеть, имеющая несколько альтернативных путей сигнализации. Поэтому строится "ячеистая сеть сигнализации", где каждый из предыдущих узлов сигнализации соединен по крайней мере с двумя следующими. Кроме сетевых способов обеспечения надежности применяются также способы станционного резервирования оборудования ОКС и выделения резервных каналов (за исключением предназначенного для этой цели 16-го канала), на которые согласованно переходят звенья системы сигнализации при потере связи на основном направлении сигнализации.

    Распределение ресурса нумерации пунктов сигнализации (НПС) между сетями ОКС 7 телефонных сетей связи общего пользования
    Пунктысигнализации телефонных сетей связи общего пользования Формат кода пункта сигнализации Формат кода пунктов сигнализации диапазона (в десятичном исчислении) Диапазон кодов пунктов сигнализации (в двоичном исчислении) Диапазон кодов пунктов сигнализации (в десятичном исчислении)
    Пункты сигнализации сети междугородней и международной телефонной связи ( ИСмн = 00 ) Международный формат Z-UUU-V от 2-100-0 до 2-119-7 01001100100000-01001110111111 4896–5055
    Пункты сигнализации сети междугородней и международной, зоновой телефонной связи ( ИСмг=10 ) Национальный формат КСЗ-КПСЗ от 0-0 до 255-63 00000000000000-11111111111111 0–16383
    Пункты сигнализации сети местной (зоновой) телефонной связи ( ИСм =11 ) от 0 до 15359 00000000000000-11101111111111 0–15359

    Функции управления сетью ОКС № 7

    Эти функции также рассматривались, поскольку они отражены в формате управления сетью ОКС. Поэтом ограничимся их перечислением.

  • Функции управления сигнальным трафиком при нарушениях в сетях сигнализации.
  • Функции измерения сигнального трафика.
  • Процедура перехода на резерв и перенос трафика на альтернативное звено.
  • Процедура возврата на исходное звено.
  • Процедура запрещения управления звеном сигнализации при осуществлении тестирования или техобслуживания.
  • Управление сигнальным трафиком в случае перегрузки.
  • Управление звеном сигнализации (активация, дезактивация звена).
  • Основные процедуры этих процессов приведены в рекомендациях ITU-T Q.701–704 Белой книги.

    Сеть следующего поколения

    Сеть следующего поколения (NGN — Next Generation Network) [19, 20, 36, 55, 68, 70] — широкий термин, который отображает эволюцию сетей связи и сетей доступа [61]. Основная идея этого типа сетей заключается в создании единой транспортной сети для всех видов информации и услуг (речь, подвижное и неподвижное изображение, данные и все мультимедиа-услуги) путем передачи пакетов, таких какие, например, применяются в сети Интернет. NGN в общем случае использует Интернет-протоколы, которые были рассмотрены в предыдущем курсе.

    NGN может оказывать услуги, связанные с широкополосной связью, предоставлять заданное качество обслуживания (поддерживать значение QoS) независимо от технологии транспортной сети. Такая сеть поддерживает связь подвижных объектов.

    Основные составляющие сети нового поколения:

  • Базовая сеть, которая последовательно (путем выделения участков или методом наложения) превращает используемые для различных услуг транспортные сети в единую транспортную сеть (ниаболее часто основанную на принципах Интернет или Ethernet). Предполагается, что служба передачи речи будет преобразована от архитектуры Телефонной Сети Общего пользования с коммутацией каналов к сети передачи речи с технологией коммутации пакетов (VoIP). Также преполагается добровольный коммерческий переход от существующих услуг, таких как X.25, Frame Relay к службам Интернет (IP) и виртуальным частным сетям (VPN — Virtual Private Network) или технической имитации существующих услуг на сети NGN.
  • В сети абонентского доступа предполагается переход от "двухпроводного" доступа к xDSL в качестве первого шага доступа на местных станциях к следующему шагу — установке мультиплексора доступа цифровой абонентской линии (DSLAM — Digital Subscriber Line Access Multiplexer), интегрального порта передачи речи, который позволяет со временем удалить коммутационную станцию.
  • В кабельной сети (магистральный участок) предполагается переход от передачи голоса с постоянной скоростью к службе, которая обеспечивает мультисервисное обслуживание (VoIP и протокол SIP).
  • Для NGN характерно четкое раздление между транспортной частью и услугами, которые передаются через эту транспортную сеть. Это означает, что если поставщик услуги захочет ввести новую услугу, он может это сделать на уровне приложения без вхождения в детали транспортного уровня, т. е. услуга независима от характеристик транспортного уровня. Например, услуга, включающая в себя передачу речи, может быть независима от сети доступа и содержать более чем один тип терминала (телефон, персональный компьютер и т. п.).

    NGN базируется на технологиях, включая протоколы Интернет и многопротокольную коммутацию с использованием меток (MPLS — Multiprotocol Label Switching). На прикладном уровне применяется H.323, который превосходит протокол ITU. Первоначально H.323 был более популярным, хотя его популярность страдала из-за трудной стыковки с системой трансляции сетевого адреса (NAT — Network Address Translation) и программам безопасности. По этой причине местные услуги речевой службы (VoIP) разрабатывались с широким использованием SIP.

    Однако в сетях передачи речи крупных компаний используют H.323 в базовой сети.

    Для речевых приложений важной составляющей является Softswitch, программируемое устройство, которое выполняет функции управления обслуживанием вызова, сигнализацию и функции, обеспечивающие установление соединения через одну или несколько сетей, то есть программируемое устройство, которое управляет передачей речи через IP.

    Это позволяет корректно корректировать различные протоколы в NGN.

    Важнейшие функции Softswitch: создание интефейсов с существующими телефонными сетями с помощью сигнальных (SG — Signaling Gateways) и информационных шлюзов (MG — Media Gateways). Однако термин Softswitch определяет оборудование различного производителя и выполняющее различные функции.

    Часто в литературе в NGN применяется термин "Шлюз" (Gatekeeper). Первоначально это было устройство, предназначенное для коммутации каналов (ТфОП, ОКС №7) к пакетной форме и преобразующее речь и данные из аналоговой или цифровой формы. Эта информация проходит через один или много шлюзов. Для управления шлюзами телефонии и взаимодействия с контроллерами транспортных шлюзов прменяются протоколы управления транспортным шлюзом (MGCP — Media Gateway Control Protocol). Функции управления вызовом Softswitch иногда выделяли в функции Call Agent, но термин Softswitch является более широким и точным. [А.Б. Гольдштейн, Б.С. Гольдштейн SOFTSWITCH СПб. БХВ — Санкт-Петербург, 2006, 368 с.]. Европейский институт стандартов электросвязи (European Telecommunications Standards Institute — ETSI) и Проект партнерства производителей сотовой связи третьего поколения (3rd Generation Partnership Project — 3 GPP) определили стандартную арихитектуру NGN для мультимедиа-услуг в сети Интернет как подсистему IP мультимедиа (IMS — IP Multimedia Subsystem) [IP Multimedia Subsystem — универсальная архитектура для услуг. Николай Силаков. 10 октября 2006 г].

    Архитектура IMS разрабатывалась для использования в сетях подвижной связи третьего поколения. Поддержка протокола инициирования сеансов связи (SIP) позволяет применять единый подход к реализации приложений и осуществлению доступа, а также интегрировать приложения, предлагаемые сторонними компаниями (например, контент-провайдерами).

    Концепция создания архитектуры IMS оказалась настолько удачной, что некоторые органы стандартизации предложили использовать ее для мультисервисных решений в своих секторах рынка. Рабочая группа Европейского института по телекоммуникационным стандартам ETSI TSPAN (Telecom Internet converged Services Protocols for Advanced Networks — конвергированные телекоммуникационные и интернет-сервисы для модернизированных сетей) разрабатывает спецификации для сетей фиксированной связи, в основном применяя в разработках 3GPR. Организация Cable Labs, разрабатывающая стандарты для сетей кабельных операторов, в спецификации Fast Cable 2.0 предусматривает внедрение SIP. И везде в основе лежит идея IMS.

    В концепцию IMS действительно заложен принцип, в соответствии с которым эта архитектура должна обладать возможностью для установления большого числа сеансов связи, причем участвующие в этих сеансах абоненты могут использовать разные устройства доступа. Абонентам предлагаются разного рода услуги, доставка которых основывается на общем подходе.

    В частности, эта архитектура должна обладать возможностью для решения таких задач, как реализация нескольких услуг в рамках одного сеанса связи. Так, голосовые вызовы могут довольно часто сопровождаться определением доступности вызываемой стороны (так называемая "услуга присутствия"). При этом у обслуживаемого абонента не должно возникать проблем с разными видами терминального оборудования. В частности, должно гарантироваться установление сеанса связи в случае, когда используемый терминал не обладает определенными функциональными возможностями. Это означает, что при видеотелефонном вызове предусматривается возможность его приема без видеокомпонента, или же видео будет перенаправляться на другое устройство.

    Краткие итоги

  • Интеллектуальные сети базируются на ресурсах телефонных сетей общего пользования и обеспечивают пользователя доступом и выполнением некоторого набора интеллектуальных услуг.
  • Архитектура платформы интеллектуальной сети содержит: обычный телефонный узел, узел коммутации услуг, интеллектуальную периферию, узел управления услугами, систему эксплуатационного управления и среду создания услуг.
  • Общая модель обслуживания интеллектуального вызова использует следующие понятия: точка состояния вызова, точка обнаружения событий.
  • Сеть ОКС в идеальном варианте во многом повторяет сеть общего пользования. Каждый из узлов и каждая станция междугородней, зоновой и местной (городской или сельской) сети имеет систему сигнализации.
  • Система связанного ОКС экономически не всегда оправдана, или ее невозможно строго осуществить, учитывая аварийные ситуации, поэтому возникает потребность в создании квазисвязной сети. В этом случае сеть ОКС начинает приобретать характер, отличный от сети общего пользования, которую она сопровождает.
  • В России принято два формата кодов пунктов сигнализации, размер которых в соответствии с рекомендациями МСЭ-Т составляет 16 битов. Они содержат индикатор сети (ИС), состоящий из 2х двоичных знаков (ИС), и код пункта сигнализации, состоящий из 14-ти двоичных знаков (КПС).
  • Сеть следующего поколения ( NGN — Next Generation Network) — широкий термин, который отображает эволюцию сетей связи и сетей доступа. Основная идея этого типа сетей заключается в создании единой транспортной сети для всех видов информации и услуг (речь, подвижное и неподвижное изображение, данные и все мультимедиа-услуги) путем передачи пакетов.
  • Вернуться к учебному плану