Введение

1 Назначение и техническая характеристика программных коммутаторов

1.1 Назначение программного коммутатора и схема применения

Softswitch (гибкий коммутатор) — это устройство управления сетью NGN, призванное отделить функции управления соединениями от функций коммутации, способное обслуживать большое число абонентов и взаимодействовать с серверами приложений, поддерживая открытые стандарты.

Softswitch является носителем интеллектуальных возможностей IP-сети, он координирует управление обслуживанием вызовов, сигнализацию и функции, обеспечивающие установление соединения через одну или несколько сетей.

Ядром сети нового поколения является программный коммутатор, аккумулирующий весь интеллект сети, а остальные элементы, расположенные на уровнях доступа, шлюзов, транспорта, лишены интеллекта и полностью ему подконтрольны, что и целом способствует лучшей управляемости сети.

В случае преобладания на сети аналогового оборудования, морально и физически устаревшего, ее можно модернизировать, используя программный коммутатор и качестве распределенного телефонного концентратора. Это позволит снизить расходы на строительство и эксплуатацию сети благодаря тому, что имеет вместо двух раздельных сетей (с коммутацией каналов и пакетов), будет строиться одна сеть, а функции узловых (транзитных) АТС будет выполнять программный коммутатор, появится возможность более экономичной организации новых услуг.

Термин "Softswitch " был придуман при разработке интерфейса между интерактивной речевой системой (IVR) и АТС с коммутацией каналов в операторской компании MCI. На данном этапе развития Softswitch исполнял функции контроллера транспортного шлюза MGC (Media Gateway Controller) и Call Agent. Также на базе разработок специалистов из компаний Bellcore и Level3 Communication в IETF была создана первая спецификация протокола управления шлюзами MGCP (Media Gateway Control Protocol), которая является одной из ветвей родословной Softswitch. Другой предшественник Softswitch – привратник GK. На сегодняшний момент существует достаточное количество определений Softswitch, поэтому, для лучшего понимания, разумнее перечислить основные функцииSoftswitch.

В оборудоании гибкого коммутатора должны быть реализованы следующие основные функции:

• функция управления базовым вызовом, обеспечивающая прием и обработку сигнальной информации, и реализацию действий по установлению соединения в пакетной сети;

• функция аутентификации и авторизации абонентов, подключаемых в пакетную сеть как непосредственно, так и с использованием оборудования доступа ТФОП;

• функция маршрутизации вызовов в пакетной сети;

• функция тарификации, сбора статистической информации;

• функция управления оборудованием транспортных шлюзов;

• функция предоставления дополнительных видов обслуживания (ДВО) –реализуется в оборудовании гибкого коммутатора или совместно с сервером приложений;

• функция эксплуатации, управления (администрирования), технического обслуживания и предоставления инфорамации OAM&P (Operation, Administration, Maintenance and Provisioning).

Дорогостоящие традиционные АТС в единой структуре объединяют функции коммутации, функции управления обслуживанием вызовов, услуги и приложения, а также функции биллинга. Такая АТС представляет собой монолитную, закрытую системную структуру, как правило, не допускающую расширения или модернизации на базе оборудования других производителей.

Революционное изменение принес Softswitch. Он в корне изменил традиционную закрытую структуру систем коммутации, используя принципы компонентного построения сети и открытые стандартные интерфейсы между тремя основными функциями: коммутации, управления обслуживанием вызовов, услуг и приложений. В такой открытой, распределенной структуре могут применяться функциональные компоненты разных производителей.

В NGN применяется новая технология маршрутизации Riverstone. В отличии от традиционных сетей, в структуре NGN образован дополнительный слой — управлении коммутацией транспортной сети. Он организуется с помощью программных коммутаторов — Softswitch.— поддерживающих трансляцию основных протоколов VoIP в протоколы традиционных сетей. Для сопряжения пакетных и традиционных телефонных сетей Softswitch должен отвечать следующим требованиям:

• взаимодействовать с медиашлюзами. обеспечивающими передачу голосовой и сигнальной информации, данных. IP-телефонии и других видок трафика;

• поддерживать все разнообразие сигнализаций — ОКС-7, DSS1, ВКС, поскольку с точки зрения телефонной сети он является транзитным коммутатором и пунктом сигнализации ОКС-7;

• поддерживать все протоколы IP-телефонии (Н.323, MGCP, H.248, SIP) и осуществлять их конвертацию из одного протокола в другой, поскольку для пакетных сетей он является устройством управления медиашлюзами и контроллером сигнализаций.

Таким образом, оборудование программной коммутации в NGN играет роль универсального программно-аппаратного комплекса.

Применение программных коммутаторов с точки зрения построения сети является технологической инвестицией в будущее, так как ОКС-7 поддерживает сегодня работу в ТфОП.

1.1.1 Архитектура Softswitch

Согласно разработанной в рамках Консорциума IPCC модели архитектуры Softswitch предусматриваются четыре функциональные плоскости:

1. транспортная плоскость — отвечает за транспортировку сообщений по сети связи. Включает в себя Домен IP-транспортировки, Домен взаимодействия и Домен доступа, отличного от IP.

2. плоскость управления обслуживанием вызова и сигнализации — управляет основными элементами сети IP-телефонии. Включает в себя контроллер медиашлюзов, Call Agent, Gatekeeper.

3. плоскость услуг и приложений — реализует управление услугами в сети. Содержит серверы приложений и серверы ДВО.

4. плоскость эксплуатационного управления — поддерживает функции активизации абонентов и услуг, техобслуживания, биллинга и другие эксплуатационные задачи.

1. Транспортная плоскость

Транспортная плоскость (Transport Plane) отвечает за транспортировку сообщений по сети связи. Этими сообщениями могут быть сообщения сигнализации, сообщения маршрутизации для организации тракта передачи информации или непосредственно пользовательские речь и данные. Расположенный под этой плоскостью физический уровень переноса сообщений может базироваться на любой технологии, которая соответствует требованиям к пропускной способности для переноса трафика этого типа. Транспортная плоскость обеспечивает также доступ к сети IP-телефонии сигнальной и/или пользовательской информации, поступающей со стороны других сетей или терминалов. Как правило, устройствами и функциями транспортной плоскости управляют функции плоскости управления обслуживанием вызова и сигнализации. Сама транспортная плоскость делится на три домена:

• домен транспортировки по протоколу IP;

• домен взаимодействия;

• домен доступа, отличного от IP.

Домен транспортировки по протоколу IP (IP transport domain) поддерживает магистральную сеть и маршрутизацию для транспортировки пакетов через сеть IP-телефонии. К этому домену относятся такие устройства, как коммутаторы, маршрутизаторы, а также средства обеспечения качества обслуживания (QoS).

Домен взаимодействия (Interworking Domain) включает в себя устройства преобразования сигнальной или пользовательской информации, поступающей со стороны внешних сетей, в вид, пригодный для передачи по сети IP-телефонии, а также обратное преобразование. В этот домен входят такие устройства, как шлюзы сигнализации (Signaling Gateways), обеспечивающие преобразование сигнальной информации между разным транспортными уровнями; транспортные шлюзы, или медиашлюзы (Media Gateways), выполняющие функции преобразования пользовательской информации между разными транспортными 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), предназначен для организации доступа к сети IP-телефонии различных IP-несовместимых терминалов. Он состоит из шлюзов Access Gateways для подключения учрежденческих АТС, аналоговых кабельных модемов, линий xDSL, транспортных шлюзов для мобильной сети радиодоступа стандарта GSM/3G, а также устройств интегрированного абонентского доступа IAD (Integrated Access Devices) и других устройств доступа. IP-терминалы непосредственно подключаются к домену транспортировки по протоколу IP без участия Access Gateway.

2 Плоскость управления обслуживанием вызова и сигнализации

Плоскость управления обслуживанием вызова и сигнализации (Call Control & Signaling Plane) управляет основными элементами сети IP-телефонии и в первую очередь теми, которые принадлежат транспортной плоскости. Она управляет обслуживанием вызова на основе сигнальных сообщений, поступающих из транспортной плоскости, устанавливает и разрушает соединения для передачи пользовательской информации по сети. Эта плоскость включает в себя такие устройства, как контроллер медиашлюзов MGC (Media Gateways Controller), сервер обслуживания вызова Call Agent, привратник Gatekeeper и LDAP-сервер.