8.10. Интеграция сетей связи

Как уже отмечалось, одним из основных направлений развития связи является глобализация, т.е. интеграция всех вторичных се­тей электросвязи в единую вторичную сеть. Действительно, появ­ление все новых и новых услуг электросвязи приводит к нерацио­нальному развитию электросвязи в целом.

Пользователи сетей электросвязи предъявляют повышен­ные требования к составу и качеству услуг. Современная сеть электросвязи должна обеспечивать доступ пользователей к множеству служб: речевой, данных, текста, изображений, теле­конференций, выход к базам данных сетей ЭВМ, выход пользова­телей частных, локальных сетей к абонентам сетей общего поль­зования и др.

Основными направлениями совершенствования средств элек­тросвязи в последнее десятилетие являются: завершение опыт­ной и начало коммерческой эксплуатации узкополосных цифровых сетей интегрального обслуживания (У-ЦСИО), начало разработки международными организациями концепции широкополосной ЦСИО (Ш-ЦСИО), разработка методов и средств коммутации, обеспечивающих высокую производительность узлов коммутации, а также средств высокоскоростной передачи сообщений.

Рассмотрим особенности ЦСИО, отличающие ее от других сетей.

Основными свойствами ЦСИО являются:

• возможность передачи информации в цифровой форме от одного терминала (Т) до другого;

• предоставление широкого спектра услуг (видов сервиса), включающего передачу речевой и неречевой информации;

• возможность подключения разнообразных терминалов к се­ти с помощью многоцелевых стандартных согласующих устройств (интерфейсов) «пользователь-сеть»;

• обеспечение централизованной сигнализации (по общему каналу) с высокой скоростью и точностью;

• обеспечение цифрового транспортного соединения между терминалами оконечных абонентских пунктов;

• предоставление пользователям доступа к большому числу речевых и неречевых служб через общую абонентскую линию;

• предоставление пользователям доступа к сети через небо­льшое число стандартных многоцелевых интерфейсов.

В состав У-ЦСИО дол­жно входить три вида специализированных сетей (рис. 8.17): сеть коммутации каналов (КК), сеть ком­мутации пакетов (КП), сеть сигнализации (СС).

Концепция ЦСИО де­тально определена в реко­мендациях международно­г о союза электросвязи МСЭ-Т (ITU-T). У-ЦСИО поддерживает мно­жество служб, а именно: службу телефонной связи, факсимильной связи, «Телетекс», «Телефакс», «Бюрофакс», телеконференций, передачи данных (ПД) с КК, ПД с КП и др.

Под службой электросвязи (Service или Telecommunication Service) понимают виды обслуживания. Службы предоставляют услуги абонентам.

Сеть электросвязи как совокупность технических средств и служб предоставляет услуги абонентам. Отличие понятий сетей и служб (услуг) видно хотя бы из того, что служба передачи данных родилась, не имея своей сети. Для передачи данных использова­лись некоммутируемые каналы, телефонная сеть и сеть телекс. Позже начали создавать специализированные сети ПД для дости­жения более высокого качества ПД. На рис. 8.18 показаны приме­ры использования различных сетей для различных служб.

Цифровая сеть интегрального обслуживания должна удовлет­ворять следующим требованиям:

• обеспечивать установление связи различных служб к одному абоненту по одной абонентской линии, имеющей один номер;

• обеспечивать в перспективе передачу любого вида инфор­мации (представленной изначально в аналоговой или дискретной форме) с помощью одного многофункционального терминала;

• обеспечивать абоненту возможность одновременно переда­вать информацию различных видов;

• обеспечивать снижение тарифов за услуги электросвязи;

• обеспечивать улучшение качества передачи информации (по сравнению с качеством передачи на существующих сетях);

• обеспечивать более эффективное использование каналов и линий сети;

• предоставлять по требованию пользователя широкий круг дополнительных видов обслуживания (ДВО), например, прямой вызов, многоадресный вызов и др.;

- обеспечивать возможность расширения обслуживания на подвижные объекты;

- обеспечивать возможность расширения служб и ввода новых видов информации.

Узкополосные ЦСИО, обладающие перечисленными свойства­ми, имеют следующие достоинства:

• высокая скорость передачи информации (до 64 кбит/с) для большинства служб нетелефонного типа;

• предоставление абонентам возможности пользоваться мно­гофункциональным терминалом, подключенным к одной линии и имеющим один номер для входящего вызова;

• низкий тариф оплаты за передачу данных;

• возможность передачи информации в цифровой форме меж­ду двумя абонентскими пунктами (терминалами);

• наличие пакетной системы сигнализации №7, обеспечиваю­щей эффективное использование средств связи;

• возможность выбора одного из способов коммутации (КК или КП) на станциях ЦСИО;

• совместимость с существующими сетями;

• адаптируемость терминалов для передачи информации раз­личными способами.

Переход России к рыночной экономике и появление новых ин­формационных технологий стимулирует спрос на услуги электро­связи, характерным является высокая неравномерность этого спроса. Современные информационные услуги отличаются, как правило, высокой стоимостью. Этим определяется их низкая до­ступность для большей части населения. Спрос на услуги электро­связи определяется уровнем развития экономики страны.

Несмотря на известное отставание России в области совре­менных телекоммуникационных средств, в 2000 г. началось созда­ние в отдельных регионах Ш-ЦСИО. Предприятия развивающихся отраслей промышленности, сферы услуг и деятельная часть насе­ления приобретают новые виды терминального оборудования (персональные ЭВМ, многофункциональные терминалы, рабочие станции и др.). Использование этих терминалов эффективно лишь

при высокой скорости обмена информацией в сети. Поддерживае­мые Ш-ЦСИО службы в ближайшие годы, по-видимому, найдут спрос у всех категорий пользователей. Основанием для ожидаю­щегося быстрого перехода к Ш-ЦСИО является наличие эконо­мичного высокоскоростного волоконно-оптического кабеля с вы­сокой помехозащищенностью и центров коммутации пакетов (ЦКП) с высокой скоростью коммутации. Необходимость интегра­ции в ЦСИО широкополосных служб стала настоятельной в начале 90-х годов. Новыми службами Ш-ЦСИО, отсутствовавшими в У-ЦСИО, являются, например, такие, как кабельное телевидение, видеоконференцсвязь (до 15% от общего объема услуг), высоко­скоростная передача данных (до 17%), видеотелефон (до 21%), высокоскоростной цветной телефакс (до 3%). В 1996 г. в Западной Европе пользователями Ш-ЦСИО стали примерно 300 тыс. госу­дарственных и частных организаций. Экспертные оценки стоимо­сти подключения пользователя к Ш-ЦСИО дают ориентировочную величину в 2000 долл. США. Ежемесячная оплата услуг будет пре­вышать тариф существующих телефонных сетей в 3-4 раза.

Следующим этапом глобализации является создание интел­лектуальных сетей (ИС).

При предоставлении современных услуг требуется весьма сложная обработка запросов, пересылка больших объемов дан­ных с высокой скоростью. Если ресурсы, используемые для пре­доставления услуг, рассредоточены на многих станциях сети, то это приводит к недопустимым задержкам и искажениям информа­ции при многократной пересылке от одной станции к другой.

Для преодоления этих недостатков необходимо использовать такую стратегию предоставления многообразных услуг, которая основывается на централизации наиболее сложной обработки данных и использовании протоколов информационного обмена (Х.25, РВ, ТСР/1Р). ,

Основная цель ИС состоит в быстром, эффективном и эконо­мичном предоставлении информационных услуг массовому поль­зователю. Удовлетворение этих требований возможно лишь при построении сетей электросвязи на основе новой концепции, со­стоящей в том, что функции предоставления ДВО отделяются от основных услуг.

В соответствии с рекомендациями МСЭ-Т вся совокупность услуг, предоставляемых сетью, делится на две группы: основные услуги и дополнительные виды обслуживания (ДВО). Основные

услуги связаны с процессами установления соединений (при спо­собе коммутации каналов), тарификации, виртуальных соедине­ний (при способе коммутации пакетов), передачи пакетов между элементами сети. Основные услуги, как правило, редко изменяют­ся и реализуются сетью при обслуживании каждого вызова.

Услуги, относящиеся к ДВО, реализуются только по специаль­ному запросу пользователя. Разные группы пользователей могут получать разные наборы ДВО. Элементом концепции ИС являет­ся отделение функций управления основными услугами от управ­ления ДВО.

Услуги могут быть отнесены к интеллектуальным, если при их предоставлении требуется использовать большие массивы данных и выполнять сложную обработку. Если при разработке и проектировании аппаратных и программных средств новых услуг не исходить из единой концепции, то затраты на их реали­зацию будут неоправданно велики. Поэтому современный под­ход к проектированию аппаратных и программных средств услуг основан на модульном принципе. Сущность его состоит в том, что все процедуры реализации услуг делят на законченные авто­номные модули услуг - МУ (Зеплсе 1пс1ерепс1епс1 В1осК-51В), не зависящие от видов услуг и друг от друга и представляющие со­бой законченные процедуры обработки запросов. Процедуры обмена между модулями услуг тоже стандартизируют. При та­ком подходе достаточно большой набор модулей позволяет со­здавать новые услуги путем сочетания имеющихся МУ и интер­фейсных модулей. Программа реализации новой услуги будет простой и не потребует больших затрат. Лишь при проектирова­нии экстраординарной по сложности услуги, реализация кото­рой из имеющихся модулей невозможна, потребуется разработ­ка новых модулей. Описанная концепция проектирования услуг интеллектуальных сетей предполагает использование языков программирования высокого уровня, обеспечивающих уменьше­ние затрат при вводе новых услуг. Таким образом, вторым эле­ментом концепции ИС является оригинальная методика структур­ного проектирования и реализации услуг.

Целью создания ИС является интегрирование возможностей средств передачи и обработки данных для предоставления ДВО пользователям на базе традиционных средств телефонных се­тей, сетей ПД и сетей ЭВМ. «Интеллект» таких сетей воплощает­ся в скрытом от пользователя механизме выбора и предоставле­ния услуг.

На рис. 8.19 показан пример расширения спектра ДВО в ИС. Для ввода новой услуги (пока­зано штриховкой) требу­ются изменения только в БД ИС.

Для ИС характерными свойствами являются:

централизованные базы данных, в которых содержится исчерпываю­щая информация о сети и ее пользователях;

- доступ к БД с высо­кой скоростью;

- применение протоко­лов системы сигнализации №7(СС №7) и РН, ТСР/1Р, Х.25 для связи разных ком­понентов сети и сетей друг

с другом, обеспечивающих высокую достоверность обмена ин­формацией;

- простота доступа к службам и БД при оперативном создании и модификации услуг и при предоставлении заказчикам доступа к данным, характеризующим обслуживание их запросов.

Интеллектуальные сети характеризуются следующими преи­муществами:

- контроль пользователем тех данных, которые характеризуют все нюансы обслуживания его запроса сетью;

- гибкость управления службами и услугами благодаря цент­рализации данных в БД и высокой скорости обмена информа­цией в сети;

- упрощенный и оперативный ввод новых служб и услуг благо­даря использованию модульного принципа проектирования и реа­лизации новых услуг.

Структура интеллектуальной сети является иерархической (рис. 8.20). На одном из уровней этой иерархии размещают сред­ства обработки запросов пользователей и реализации услуг. Та­кая централизация технологична в том отношении, что позволяет

н е распылять ресурсы, однако она же требует высокой скорости транспортировки больших массивов данных между объектами разных уровней.

Верхним уровнем ИС является подсистема административно­го управления (ПАУ) сетевыми ресурсами. На лежащем ниже уровне находится сетевая ин­формационная база данных - СИБД. На следующем уровне функционирует интерпретатор вида услуги - ИВУ. На нижнем уровне находится пункт коммутации услуги - ПКУ. Функциями ПАУ являются:

- предоставление технических средств эксплуатации и тех­нического обслуживания интерпретаторам видов услуг (дистан­ционная загрузка программных средств, контроль работоспо­собности ИВУ, дистанционное восстановление данных и техоб­служивание);

- коммерческое управление (предоставление абонентам возможности пользоваться данными одной или нескольких служб).

Подсистема административного управления содержит собст­венную информационную БД (СИБД) и может вести обмен с внеш­ними БД через сеть коммутации пакетов по протоколу Х.25 или по протоколу системы сигнализации №7 МСЭ-Т. Эта подсистема обеспечивает управление ресурсами сети, необходимыми для предоставления ДВО, интерпретацию вида ДВО. Для связи с ИВУ используется сеть с КП.

В СИБД хранятся многообразные данные о номерах абонен­тов, категориях обслуживания, адресах, параметрах маршрута, установление соединения и программы реализации услуг - ПРУ (Зегасе 1_одК/а1 Ргодгатз - ЗЫ³).

Каждой услуге соответствует своя ПРУ, которая составляется из модулей услуг. Конкретная ПРУ определяет тип и последова­тельность действий для реализации определенной услуги.

Интерпретатор вида услуги выполняет в реальном времени функции обработки запросов для одной или многих служб. Запро­сы на предоставление услуги поступают в ИВУ от ПКУ. Основной функцией ИВУ является контроль реализации протокола услуги, при этом необходим обмен с БД соответствующей службы.

Пункт коммутации услуги распознает запросы на предоставле­ние ДВО по коду (префиксу), набираемому пользователем, и фор­мирует заявки к ИВУ. Средства ПКУ являются ведомыми по отно­шению к ИВУ. Команды, поступающие от ИВУ, определяют после­довательность обработки запроса на предоставление услуги.

Обмен между ПАУ и ИВУ, а также между ПКУ и ИВУ обеспечи­вается с помощью транспортных сетей по протоколам Х.25 или СС №7. Для предоставления ДВО пользователям, независимо от того, в какую из станций они включены (к средствам коммутационного узла существующей местной сети общего пользования или ведом­ственной (частной).сети), необходимо добавить модуль ПКУ. Кро­ме этого, для охвата новыми услугами возможно большего количе­ства пользователей, не являющихся абонентами ЦСИО, необходи­мы специальные средства взаимодействия с пользователем во время подготовки к предоставлению услуги (например, распозна­ватели и синтезаторы речи) - так называемая интеллектуальная периферия (ИП).

Если абонент включен в цифровую АТС, то функции ПКУ реа­лизуются на этой же станции. Пользователи могут иметь доступ к ПКУ как с помощью телефонного аппарата, так и с помощью ПЭВМ. Если абонент включен в АТС, где нет ПКУ, то доступ к ИС

реализуется по межстанционным каналам, проложенным между данной АТС и узлом сети, где имеется ПКУ.

Таким образом, глобализация вторичных сетей дает возмож­ность создания вторичной сети, предоставляющей свои услуги любым службам электросвязи.