2.На какие технические решения международных организаций опиралась концепция NGN?

3.Какие принципы построения были унаследованы от информационных сетей?

4.Какие принципы построения были унаследованы от телекоммуникационных сетей?

5.Какова взаимосвязь функциональной модели NGN с эталонной моде-

лью ISO/OSI?

6.В чем фундаментальное отличие структуры сети NGN от архитектуры классической телекоммуникационной системы?

7.Сколько уровней в функциональной модели NGN?

8.НазовитефункциикаждогоизуровнейфункциональноймоделиNGN.

9.Какие технологии используются на уровне доступа?

10.Что входит в состав транспортной сети NGN?

11.Какие виды шлюзов сетей NGN бывают и в чем их отличие?

12.Какие технологии используются на транспортном уровне?

13.Каковы функции программного коммутатора

14.Каковы функции подсистемы IMS?

15.Какие типы серверов используются на уровне услуг?

16.В чем отличие архитектуры традиционных сетей связи от архитектуры сети NGN?

3.3.Будущие сети (FN)

Концепция сети последующего поколения (NGN), рассмотренная в предыдущем подразделе, позволила решить проблему мультисервисности и совместного использования разнообразных сетей, но не смогла удовлетворить постоянно растущие потребности глобального информационного общества. Если раньше главной технологической проблемой в развитии сетей было увеличение скорости передачи (и, соответственно, пропускной способности), то в последующем на первый план постепенно стали выходить другие задачи, такие как оперативное повышение емкости сети (масштабируемость), поиск возможностей изменения конфигурации ресурсов, используемых для тех или иных сервисов, и др.

Новая сетевая парадигма получила название «Будущие сети (Future networks, FN» или сети «пост-NGN»). Форма множественного числа — «будущие сети» — не случайна; ее использовали, чтобы показать, что может существовать несколько сетей, удовлетворяющих определению будущей сети. К разработке базовых принципов будущих сетей в Международном союзе электросвязи приступили в 2009 г. Занималась этими вопросами Исследовательская комиссия SG13. Основные требования, предъявляемые к будущим сетям (целевые установки), в общем виде были сформулированы в рекомен-

74

дацииY.3001, а затем конкретизированы в более поздних документах. Рассмотрим эти требования.

Требования, предъявляемые к будущим сетям, представленные на рис.60, делятся на четыре группы. Их называют целевыми установками. Должна обеспечиваться осведомленность об услугах и данных, а также осведомленность в вопросах окружающей среды и в социально-экономических вопросах. Эти требования либо частично, либо полностью не выполнялись в существующих сетях и практически не нашли отражение в концепции NGN.

Рис.60. Четыре целевые установки и двенадцать задач проектирования будущих сетей, определенные в рек.Y.3001

Рассмотрим требования к FN, имеющие непосредственное отношение к структуре построения инфокоммуникационных сетей.

Требование, касающееся сегмента услуг, направлено на проектирование будущих сетей с учетом стремительного роста услуг, разнообразия потребностей приложений и пользователей. Существующие сети спроектированы в расчете на их универсальность за счет поддержки базовых функций, но если функции будут меняться в связи с внедрением новых услуг, то без существенных аппаратно-программных изменений не обойтись. В будущих сетях должна быть предусмотрена большая гибкость и динамика. Они должны быть спроектированы так, чтобы увеличение количества пользователей или внедрение новых услуг не требовало существенных капитальныхи экс-

75

плуатационных затрат. Все это стало предпосылками к появлению концепций «программно-определяемых» («программно-конфигурируемых») сетей

(Soft-Defined Networking, SDN) и виртуализации сетевых функций (Network FunctionVirtualization, NFV).

Большая роль в удовлетворении перечисленных требований, касающихся услуг, принадлежит виртуализации. Поддержка виртуализации ресурсов является важнейшей отличительной особенностью сетей FN от сетей NGN. Виртуализация сети (network virtualization), как определено в Рек. МСЭ-Т Y.3011,—этотехнология,котораяпозволяетсоздаватьлогическиизолирован-

ныеучасткисети(LogicallyIsolatedNetworkPartition,LINP)врамкахсовмест-

но используемых физических сетей таким образом, чтобы в этой совместно используемой сети могли одновременно сосуществовать многие разнородные виртуальные сети.

Архитектура сетевой виртуализации для будущих сетей, представленная в рекомендации МСЭ-ТY.3011, содержит три уровня (рис. 61).

Как и в любой сети связи, на первом уровне находятся физические ресурсы (коммутаторы, маршрутизаторы, линии связи, системы передачи идр.), которыми владеют и управляют операторы физических сетей. На базе ресурсов физических сетей организуются виртуальные ресурсы (с заданной полосой пропускания, маршрутом передачи, адресным пространством и др.), которыми может управлять соответствующий оператор. Виртуальный ресурс (virtual resource) представляет собой промежуточный уровень между уровнем физических ресурсов и уровнем виртуальных сетей. Его функция— абстрагирование (отделение) логического ресурса от физического. Абстрагирование представляет собой декомпозицию проблемы на отдельные уровни, которая ведет к созданию стандартных интерфейсов между модулями (уровнями).

При сетевой виртуализации поставщик и пользователь сетевых ресурсов разделены. Это означает, что пользователь виртуальной сети не обязательно должениметьсобственныефизическиесетевыересурсы.Необходимыересурсы в ответ на появляющиеся изменения в виртуальной сети (увеличение или уменьшение объема трафика, появление отказов или сбоев в работе сетевого оборудования, необходимость в новой услуге и др.) можно динамически добавлять и удалять из пула общих виртуальных ресурсов. Поскольку добавление виртуальных ресурсов осуществляется намного быстрее и экономичнее, чем развертывание дополнительного физического ресурса, функционирование и управление в сетях будущего более эффективное и гибкое.

Требование к мобильности пользователей будущих сетей чрезвычайно важно для реализации новых услуг и обеспечения доступа к ним. С целью удовлетворения этого требования в сетях мобильной связи на уровне сети радиодоступа (RAN) рекомендуется использовать централизованную архитектуру. В области мобильной связи установка дополнительных макросот (базовых станций) после достижения определенного порога плотности их размещения

76

уже не дает существенного прироста пропускной способности и емкости сетей RAN, поэтому следующим шагом становится использование малых сот (ми- кро-, пико- и даже фемтосот). В результате конфигурирование крупномасштабныхсетейбудущегопревращаетсявсложнуюзадачуитребуетсерьезныхизменений принципов построения, эксплуатации и управления. (см. подраздел 3.8).

Рис.61. Концептуальное представление архитектуры виртуализации

Процесс управления будущими сетями усложняется и по другим причинам. В связи с распространением интернета вещей, «умных» электросетей, облачных вычислений и других новых технологий на сетях появится нетрадиционное сетевое оборудование. Все это потребует нового (децентрализованного) подхода к реализации системы управления. Идея нового подхода состоит в том, чтобы встроить задачи управления непосредственно в будущую сеть и дать ей возможность самостоятельного управления. Для достижения этой цели предлагается, во-первых, создать на основе технологий базы данных общийинтерфейсэксплуатациииуправлениявсехсетевыхсистем,которыеобе- спечиваютразличныеуслуги;во-вторых,придатьэтомуинтерфейсуинтеллек-

77