11 Принципы проектирования мультисервисных сетей. Примеры построения мультисервисных сетей

11.1 Задачи проектирования сетей

Проектная документация должна содержать следующие разделы [88]:

• Объем телекоммуникационного оборудования и линейных сооружений;

• Услуги, классы доставки информации для каждой категории пользователей, потребность в полосе пропускания;

• Режим работы оборудования;

• Номенклатура, площадь и размещение оборудования.

Методика расчета объема телекоммуникационного оборудования и линейных сооружений приведена ниже. Основой расчета является нагрузка, качество обслуживания и доставки информации в сетях с пакетной технологией, перечень предоставляемых услуг.

Количество и емкость шлюзов доступа (AGW) должны быть рассчитаны с учетом состава абонентов, количества заявок и номенклатуры предоставляемых услуг.

Фрагменты NGN могут предоставлять следующие услуги:

• телефонии;

• передачи данных;

• поиска документов;

• цветного факса;

• передачи файлов;

• видео-телефонии;

• поиска видео;

• доступа к Internet.

Основными показателями качества доставки информации мультимедиа в пакетных сетях являются:

• время установления виртуального соединения;

• суммарная средняя задержки информации мультимедиа;

• вероятность потери пакетов.

Время установления соединения – это задержка после набора номера (Call Set-up Time):

• местное соединение – менее 3 с;

• междугородное соединение – менее 5 с;

• международное соединение – менее 8 с.

На рисунке 11.1 приведена схема организации взаимодействия сетей при использовании концепции NGN [30, 81].

Физическая архитектура сети следующего поколения (NGN) включает:

• транспортную платформу;

• платформу управления и сигнализации, реализуемую на базе новых программно-аппаратных комплексов;

• платформу серверов, обеспечивающих необходимый набор услуг.

Транспортная платформа содержит следующие уровни:

• уровень ядра транспортной сети (Core Network, CN), реализуемый на базе технологий мультисервисных транспортных сетей (в настоящее время наиболее проработаны технологии ATM, IP/MPLS/all, IP/VLAN/Ethernet);

• уровень сетей доступа (Access Network, AN). Наиболее распространенными в настоящее время являются следующие технологии доступа – xDSL, ETTH, Wi-Fi, Wi-Max, PON. Многообразие технологий, используемых в AN, вызвано следующими обстоятельствами:

  • многообразием используемых сред передачи (как новых, например – оптических, ранее в сетях доступа не использовавшихся, так и старых, например – многопарных телефонных кабелей и систем узкополосного беспроводного доступа);

  • многообразием типов терминалов (от прежних примитивных, но недорогих телефонных аппаратов, до многофункциональных терминалов, поддерживающих предоставление всех услуг).

Платформа управления и сигнализации реализуется на базе новых программно-аппаратных комплексов, за которыми закреплено название Softswitch (гибкая система управления обработкой вызовов и коммутацией).

Платформа серверов обеспечивает необходимый набор услуг.

В настоящее время разработаны универсальные открытые интерфейсы, позволяющие гибко настраивать взаимодействие между этими платформами.

В сети следующего поколения функции создания и предоставления услуг и приложений отделяются от функций управления вызовом и ресурсами коммутации, а также создаются стандартизован­ные интерфейсы между уровнями, выполняющими эти функ­ции.

Рисунок 11.1. Схема организации взаимодействия сетей при использовании концепции NGN

нового поколения приведена на рисунке 11.2.

Рисунок 11.2. Платформы NGN

На уровне доступа осуществляется подключение терминалов пользователей к сети на основе применения разнообразных средств, а также преобразование исходного формата данных в соответствующий формат, используемый для передачи в данной сети. На уровне доступа используются следующие устройства:

• медиашлюзы доступа (AGW);

• медиашлюзы сигнализации (SGW);

• устройства интегрированного доступа (IAD);

• медиашлюзы соединительных линий (TGW).

Медиашлюз (AGW) обеспечивает: пересылку заявок из телефонной сети, компрессию и пакетизацию голоса, передачу компрессированных голосовых пакетов в сеть IP, а также проводит обратную операцию для вызовов пользователей телефонной сети из сети IP. В случае вызовов, поступающих от ISDN/PSTN, медиашлюз передает сигнальные сообщения контроллеру медиашлюза. Возможны преобразования протокола сигнализации ISDN/PSTN в сообщения Н.323 средствами самого медиашлюза. Медиашлюз может также поддерживать удаленный доступ, виртуальные частные сети, фильтрование потоков данных при взаимодействии с пакетной IP-сетью и выполнять другие задачи.

Медиашлюз сигнализации (SGW) находится на границе между PSTN и IP-сетью. Он служит для преобразования сигнальных протоколов и прозрачной доставки сигнальных сообщений через пакетную сеть. Медиашлюз сигнализации транслирует сигнальную информацию через пакетную сеть контроллеру медиашлюза или другим шлюзам сигнализации и обеспечивает взаимодействие с базами данных ID. В интеллектуальных сетях это взаимодействие происходит по протоколу INAP.

На уровне коммутации и транспорта осуществляется коммутация пакетов с помощью маршрутизаторов или IP-коммутаторов уровня 3, в которых обработка пакетов выполняется аппаратно. Эти устройства распределены территориально в магистральной сети. На этом уровне осуществляется предоставление пользователям стандартизованных средств доставки информации (цифровых каналов, трактов) с высоким качеством и большой пропускной способностью.

На уровне управления ресурсами транспортной сети осуществляется управление вызовами с использованием требуемого набора протоколов сигнализации. На этом уровне используется многофункциональный объект NGN Softswitch – апофеоз совершенствования телекоммуникационных средств. Softswitch осуществляет управление:

• вызовами;

• медиашлюзами (Media Gateway, MGW);

• распределением ресурсов магистральной сети;

• обработкой сигнальных сообщений;

• аутентификацией;

• учетом стоимости услуг;

• предоставлением пользователям основных речевых услуг связи, мобильной связи, мультимедиа связи, а также интерфейсов программирования приложений (API).

Контроллер медиашлюза (Media Gateway Controller, MGC) выполняет регистрацию и управляет пропускной способностью медиашлюза, обменивается сообщениями с узлами ISDN/PSTN. Взаимодействие MGC с SGW (по протоколу SIP) и TGW (по протоколу H.248) происходит в IP-сети (рисунок 11.3).

На уровне сервисных платформ (управления услугами) осуществляется предоставление большого разнообразия услуг, а также поддержка целостности установленных соединений.

Рисунок 11.3. Взаимодействие контроллера медиашлюзов (MGC) с SGW и TGW в NGN