1.2 История развития сетей подвижной связи
Современный мир живет в эпоху бурного расцвета технологий широкополосной беспроводной связи. Почти все они описаны в многочисленных отечественных и зарубежных работах. Однако практически отсутствуют изложения принципов технологии мобильной передачи данных LTE (Long-Term Evolution), широкое внедрение которой вот-вот начнется во многих странах мира.
Беспроводные цифровые коммуникации, бурно стартовав, продолжают развиваться чрезвычайно быстро. Этому способствует неуклонный прогресс в микроэлектронике, позволяющий выпускать все более сложные и при этом – все более дешевые – средства беспроводной связи. Бум сотовой связи, сравнимый лишь с ростом производства персональных компьютеров и развитием Интернета, не замедляется уже четверть века. Мобильных телефонов во всем мире уже значительно больше, чем обычных проводных телефонных аппаратов. Быстрыми темпами развиваются персональные и локальные сети, широко внедряются беспроводные сети регионального масштаба. Низкая стоимость, быстрота развертывания, широкие функциональные возможности по передаче данных, телефонии, видеопотоков делают беспроводные сети одним из основных направлений развития телекоммуникационной индустрии.
Развитие беспроводной связи сопровождается непрерывной сменой технологий, в основе которых лежат стандарты сотовой связи GSM (Global System for Mobile Communications) и технологии множественного доступа с кодовым разделением CDMA (Code Division Multiple Access), а также стандарты систем передачи данных IEEE 802 (рис.1.1). Исторически технологии беспроводной связи развивались по двум независимым направлениям – системы телефонной связи (сотовая связь) и системы передачи данных (Wi-Fi, WiMAX).
Рис. 1.1
Но в последнее время наблюдается явная тенденция к слиянию этих функций. Более того, объем пакетных данных в сетях сотовой связи третьего поколения уже превышает объем голосового трафика (рис.1.2).
Рис. 1.2
Однако требования конечных пользователей к предоставляемым услугам (рис. 1.3) постоянно повышаются. Мобильные сети должны использоваться не только для сотовой связи, но и для передачи видео, мобильного ТВ, музыки и работы с Интернетом с высокими скоростями и качеством передачи. Именно с этой целью в рамках проекта сотрудничества в создании сетей третьего поколения 3GPP была начата разработка технологии LTE.
1.3 История развития ims в стационарных сетях
Хорошо проработанные спецификации IMS, а также успешное внедрение IMS рядом Операторов мобильных сетей, привлекли внимание специалистов в области стационарных сетей к этой архитектуре. Основным моментом, выгодно отличающим IMS от других концепций построения сетей NGN, является как раз наличие стандартов, которые дают возможность иметь единообразные и поэтому способные эффективно взаимодействовать сети. До появления архитектуры IMS в 3GPP определенные работы велись и в других упоминавшихся в книге стандартизующих организациях. В ETSI и в ITU^T разрабатывались элементы архитектуры NGN, в IETF стандартизировались протоколы, в MSF и в IPCC решались вопросы, необходимые рынку, DSL Forum создавал спецификации для своей области, но никто не брался за создание целостной системы. В это время в 3GPP «почти случайно» создали завершенную систему NGN, включая архитектуру, начисление платы и биллинг
управление, причем все это - с использованием исключительно открытых стандартных интерфейсов. Технический прогресс на этом, разумеется, не останавливается. В области применения IMS в стационарных сетях можно выделить два направления дальнейших исследований: использование IMS для предоставления новых услуг пользователям в качестве альтернативы Softswitch и использование IMS как основы для конвергенции стационарных и мобильных сетей FMC (FixedaMobile Convergence). Практической реализацией тех или иных решений в том и другом направлении производители и Операторы занимаются на свой страх и риск, а стандартизация использования IMS в стационарных сетях и построения NGN на базе IMS-архитектуры ведется по упомянутому в начале главы проекту TISPAN комитета ETSI.
Аналогично процессу стандартизации и развития концепции UMTS-сети в 3GPP, в TISPAN стандартизация делится на этапы, результатом каждого из которых в 3GPP и в TISPAN является очередной Release. Завершение первого Release в проекте TISPAN планировалось на середину 2005 года, но потом было отодвинуто к концу года. Этот Release должен решить вопросы мобильности пользователей стационарной сети и доступа к IMS с использованием проводных технологий. В дальнейшем Release 2 должен будет решить задачу оптимизации ресурсов сети доступа, а Release 3 - обеспечить межсетевую мобильность пользователей и увеличение ширины полосы пропускания в технологиях доступа (VDSL, FTTH, Winmax).
Основной упор в Release 1 делается на использование для доступа к IMS технологий ADSL и WLAN. Он базируется на 3GPP Release 6, на наработках по Release 7 и на исследованиях, выполненных в проекте TISPAN. В TISPAN решено сохранить принцип деления функций сети на подсистемы, как это определено в 3GPP, что позволяет добавлять для поддержки изменяющихся требований и наборов услуг новые подсистемы, в частности, подсистемы, специфицированные другими организациями.
Поддержку разнотипного доступа в Release 1 обеспечивают две новые подсистемы:
Network Attachment Subsystem (NASS) производит: назначение IP-адресов (например, используя DHCP - Dynamic Host Configuration Protocol); аутентификацию на уровне IP, авторизацию доступа к сети, определение местонахождения на уровне IP и др.;
Resource and Admission Control Subsystem (RACS) выполняет управление доступом.
Благодаря совместным усилиям TISPAN и 3GPP, архитектура IMS адаптируется к xDSL-доступу, для которого поддерживаются мультимедийные услуги, и обеспечивается симуляция услуг PSTN/ISDN.