Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

П ермский национальный исследовательский

политехнический университет

И.И.Безукладников, е.Л.Кон, н.Н. Матушкин, а.А. Южаков

УПРАВЛЕНИЕ КАЧЕСТВОМ СЕРВИСОВ В ГОРОДСКИХ МУЛЬТИСЕРВИСНЫХ СЕТЯХ

Утверждено Редакционно-издательским советом

университета в качестве учебного пособия

Издательство

Пермского национального исследовательского

политехнического университета

2014

УДК 004.7

Б 38

Рецензенты:

канд. техн. наук С.Л. Макаренко

(ООО «Форт-телеком», г. Пермь)

д-р техн. наук, профессор С.Ф. Тюрин

(Пермский национальный исследовательский

политехнический университет)

Безукладников, И.И.

Б 38 Управление качеством сервисов в городских мультисервисных сетях: учеб. пособие / И.И. Безукладников, Е.Л. Кон, Н.Н. Матушкин, А.А. Южаков. – Пермь: Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та, 2014. – 22318 с.

Рассмотрены основные проблемы и принципы управления качеством сервисов в одной из разновидностей сетей следующего поколения - современных городских мультисервисных сетях. Проведен анализ основных факторов, воздействующих на качество предоставляемых прикладных сервисов в сетях с коммутацией каналов и коммутацией пакетов. Рассмотрены основные российские и международные стандарты контроля качества. Освещены вопросы проведения объективной оценки качества прикладных сервисов. Приведены модели построения интегрированных и дифференцированных сервисов, обеспечивающих функционирование с заданным качеством. Приведены контрольные вопросы и задания для самостоятельного изучения.

Материалы учебного пособия представлены с учетом требований сетевой образовательной программы: представлены возможности применения дистанционных технологий как при изучении теоретического материала, так при выполнении практических и лабораторных работ.

Учебное пособие предназначено для студентов направления подготовки 11.04.02 (210700) «Инфокоммуникационные технологии и системы связи», магистерской программы 11.04.02.54 (21070054.68) «Инфокоммуникационные технологии и сети городской инфраструктуры».

УДК 004.7

© ФГБОУ ВПО

ПНИПУ, 2014

Оглавление

Введение 7

1. Определение сетей следующего поколения (NGN, ССП), основные характеристики, виды трафика и услуги ССП 10

1.1. Особенности современных услуг связи 11

1.1.1. Особенности инфокоммуникационных услуг 11

1.1.2. Требования к сетям связи 13

1.1.3. Понятие сети ССП и ее базовые принципы 14

1.2. Классификация услуг для сетей ССП 16

1.2.1. Базовые услуги 17

1.2.2. Дополнительные виды обслуживания (ДВО) 18

1.2.3. Услуги доступа 19

1.2.4. Информационно-справочные услуги 19

1.2.5. Услуги VPN 19

1.2.6. Услуги мультимедиа 20

1.3. Транспортная инфраструктура сетей NGN. Сети с коммутацией каналов и коммутацией пакетов. 21

1.3.1. Достоинства коммутации пакетов 28

1.3.2. Недостатки коммутации пакетов 28

1.3.3. Коммутация сообщений 29

1.4. Сравнение способов коммутации. Динамическая и постоянная коммутация. Пропускная способность сетей с коммутацией пакетов. 31

1.4.1. Виртуальные каналы в сетях с коммутацией пакетов 36

1.4.2. Конвергенция компьютерных и телекоммуникационных сетей 38

1.4.3. Общая структура телекоммуникационной сети 39

1.4.4. Сети операторов связи 42

1.5. Контрольные вопросы 46

1. Архитектура, основные протоколы и оборудование сетей следующего поколения 47

1.1. Архитектура ССП 47

1.2. Основные протоколы, используемые в сетях следующего поколения 56

1.4.5. Протоколы RTP, RTCP, UDP 56

1.4.6. Протокол Н.323 59

1.4.7. Протокол SIP 61

1.4.8. Протокол MGCP 62

1.4.9. Протокол MEGACO/H.248 64

1.4.10. MEGACO/H.248 и MGCP 67

1.4.11. Протокол BICC 68

1.4.12. Транспортировка информации сигнализации(SIGTRAN) 69

1.4.13. Протокол передачи информации управления потоком (SCTP) 70

1.4.14. Пользовательский уровень адаптации ISDN (IUA) 71

1.4.15. Пользовательский уровень адаптации SCCP (SUA) 73

1.1. Оборудование ССП 76

1.4.16. Основные характеристики Softswitch. 77

1.4.17. Поддерживаемые протоколы 78

1.4.18. Поддерживаемые интерфейсы SoftSwitch 79

1.4.19. Поддерживаемые интерфейсы сигнальных шлюзов 83

1.5. Программный коммутатор Softswitch 85

1.5.1. Функциональные плоскости SoftSwitch 86

1.5.2. Функциональные объекты 89

1.5.3. Реализация Softswitch 95

1.5.4. Взаимодействие Softswitch и ОКС7 97

1.5.5. Оборудование Softswitch в качестве распределенной оконечной станции коммутации 98

1.5.6. Оборудование Softswitch в качестве распределенного SSP 100

1.5.7. Оборудование Softswitch в качестве распределенного узла телематических служб 101

1.6. Контрольные вопросы 102

2. Формальные показатели качества обслуживания в сетях NGN. 104

2.1. Проектные и эксплуатационные показатели качества в современных сетях связи  104

2.1.1. Контролируемые показатели качества обслуживания в службах ПД с коммутацией пакетов по протоколам, относящимся к семейству Internet Protocol (IP) 106

2.2. Показатели качества обслуживания, и факторы, влияющие на качество ПД согласно стандартам ITU-T 107

2.3. Общие показатели качества IP-телефонии 110

2.4. Влияние сети на показатели качества IP-телефонии 112

2.4.1. Задержка 112

2.4.2. Джиттер 115

2.4.3. Потеря пакетов 116

2.5. Работы ITU-T по стандартизации качества обслуживания в IP-ориентированных сетях 119

2.5.1. Общая характеристика работ ITU-T по стандартизации качества обслуживания в сетях IP 119

2.5.2. Рекомендация ITU-T Y.1540  120

2.5.3. Рекомендация ITU-T Y.1541 123

2.5.4.  Архитектура сетевых механизмов обеспечения качества обслуживания в IP-ориентированных сетях.   124

2.6. Механизмы поддержки качества обслуживания в сетях IP 126

2.7. Оценка качества передачи речи в сетях IP 130

2.7.1. Субъективные методики оценки качества услуг. 132

2.7.2. Объективные методики оценки качества услуг 132

2.7.3. Анализ искажающих факторов, влияющих на качество речи в пакетных сетях 135

1.7. Контрольные вопросы 141

3. Модели и методы управления качеством в сетях следующего поколения 143

3.1. Основные управляемые показатели(функции) качества обслуживания 143

1.7.1. Характеристики производительности сетевого соединения 145

1.7.2. Потеря пакетов 147

1.7.3. Влияние оконечного оборудования и сети на показатели качества речи 150

1.8. Функции качества обслуживания 151

1.8.1. Распределение ресурсов 151

1.8.2. Маршрутизация 152

1.9. Методы обеспечения качества обслуживания: DiffServ и IntServ 154

1.9.1. Протокол RSVP 154

1.9.2. RSVP-компоненты 157

1.9.3. Масштабируемость протокола RSVP 159

1.9.4. Формирователи трафика, расположенные на границе сети 162

1.9.5. РНВ-политика гарантированной доставки пакетов (AF РНВ) 165

1.9.6. Механизмы обработки очередей FIFO 166

1.10. Технология MPLS 168

1.10.1. Введение в MPLS 170

1.10.2. Коммутируемый по меткам тракт LSP 174

1.10.3. Принцип работы 176

1.10.4. Метки и механизмы MPLS 179

1.10.5. Стек меток MPLS 181

1.10.6. Режимы операций с метками 190

1.10.7. Протоколы распределения меток 193

1.10.8. Управление трафиком в MPLS 196

1.11. Контрольные вопросы 197

4. Вспомогательные механизмы и технологии обеспечения качества в сетях следующего поколения 198

1.12. Метрики OSPF 198

1.13. Области OSPF 201

1.13.1. Принципы работы OSPF 202

1.13.2. Протокол IS-IS 203

1.13.3. Метрики IS-IS 204

1.13.4. Маршрутизация IS-IS 205

1.14. Использование протокола BGP в MPLS 205

1.14.1. Алгоритм Беллмана-Форда 206

1.14.2. Маршрутизаторы BGP 208

1.14.3. Протокол EBGP 209

1.14.4. Протокол IBGP 209

1.15. Инжиниринг трафика. Виртуальные частные сети 210

1.15.1. Traffic Engineering 210

1.15.2. MPLS TE 211

1.15.3. MPLS VPN 215

1.15.4. Применение туннелей для VPN 218

1.15.5. Сравнительный анализ туннелей MPLS и обычных туннелей 218

1.16. Контрольные вопросы 221

Список использованных источников 222