Элементы и основные протоколы сетей ngn
Несмотря на то, что любая коммуникационная ступень мультисервисной сети может использовать различную технику для обработки потоков данных и каждая стадия процесса передачи и распределения может осуществляться в своем стандарте, способы построения конвергентных мультисервисных сетей достаточно сильно канонизированы.
Единственно важное требование при проектировании – необходимость приведения потоков информации к единому формату на границе функциональных составляющих сетей при объединении потоков.
Данные задачи выполняются шлюзами трех типов:
Медиа-шлюзы (Media Gatways, MG) обеспечивают взаимодействие между гетерогенными участками сети
Шлюзы сигнализации (Signaling Gatways, SG) служат для преобразования сигнализации и обеспечивает ее прозрачную передачу между TDM и пакетной сетью. Они терминируют сигнализацию и передают сообщения через сеть IP контроллеру медиа-шлюза или другим шлюзам сигнализации.
Контроллеры медиа-шлюзов (Media Gatway Controllers, MGC или Softswitchs) обеспечивают координацию между шлюзами в соответствии сигнальной информацией, которую они получают от шлюзов сигнализации.
На нижеприведенной схеме при водится пример мультисервисной сети NGN, включающей в себя все вышеописанные элементы.
Рисунок 2 Пример сети следующего поколения
Рассмотрим функции этих элементов более подробно.
Медиа-шлюз это один из ключевых элементов в инфраструктуре мультисервисных сетей. В его задачу входит обеспечить взаимодействие сетей разных стандартов.
Основные функции, которые выполняет медиа-шлюз, заключаются в том, что он
служит мультисервисным терминатором, например, для цифровых каналов Т1/Е1, сетей Ethernet, ATM и т. п.;
кодирует/декодирует голос в разных стандартах кодирования (G.723.1, G.729, GSM и т.п.);
подавляет эхо;
определяет и генерирует тональную частоту.
Наряду с вышеописанным медиа-шлюз может также включать функциональность для удаленнного доступа, маршрутизации, виртуальных частных сетей, фильтрования трафика TCP/IP и т.п. Все эти функции требуют значительной вычислительной мощности, поэтому такие шлюзы базируются на высокопроизводительных процессорах цифровой обработки сигналов (DSP).
Шлюз сигнализации отвечает за обработку сигнальной информации от сетей с коммутацией каналов (обычно SS7) и передачу ее шлюзу MGC по управляемой IP-сети. Он также позволяет удаленным устройствам в IP-сети обмениваться сообщениями с ТфОП для установки вызова. В дальнейшем преобразованные сигнальным шлюзом потоки могут обрабатываться на MGC, обеспечивая таким образом координацию между шлюзами в соответствии с сигнальной информацией.
Контроллер медиа-шлюза
Еще один ключевой элемент в инфраструктуре мультисервисных сетей. Он служит посредником при обработке сигнальной информации между сетями с коммутацией каналов и коммутацией пакетов. Обрабатывает и управляет вызовами от шлюзов MG, осуществляет управление потоками при передаче голоса и данных. Имя «программный коммутатор» получил потому, что выполняемые им функции реализуются программно. Если говорить об исполнении MGС, то он представляет обычный компьютер серверного типа, на котором функционирует ряд обслуживающих сеть программ. Одной из них является приложение Media Gatway Controller. Не смотря на слово «коммутатор», он в действительности не выполняет никаких коммутирующих функций. Одной из основных функций MGС является управление вызовами которое включает в себя в типичном случае маршрутизацию вызовов, аутентификацию пользователя, установление и разрыв соединения, сигнализацию. В качестве посредника Softswitch должен «понимать» со стороны сетей ТфОП протоколы управления вызовами (SS7, V5, GR-303), со стороны пакетных сетей протоколы H.323, SIP, MGCP, MEGACO.
Каждая сигнальная система имеет свой собственный уникальный набор характеристик, что делает взаимодействие между ними достаточно сложным. Softswitch служит интерфейсом между сетями с разными сигнальными системами, обеспечивая взаимодействие либо прямо, либо с помощью шлюза SG. С точки зрения сети с коммутацией каналов Softswitch заменяет средства управления обслуживанием вызовов АТС. Он может поддерживать протоколы SS7, E-DSS1, R1.5, V5, выполняя функции транзитного пункта сигнализации STP или оконечного пункта SP сети сигнализации ОКС-7. Причем, делать это он может более дешевым, простым и удобным в эксплуатации образом, придуманным рабочей группой SIGTRAN, входящей в IETF. Этой группой разработаны средства транспортировки сообщений SS7 по IP-сетям. Это протокол передачи информации для управления потоками (Stream Control Transmission Protocol, SCTP), поддерживающий перенос сигнальных сообщений между конечными пунктами сигнализации SP в IP-сети; три новых протокола M2UA, M2PA, M3UA для выполнения функций MTP; протокол SUA уровня адаптации для пользователей SCCP, поддерживающий перенос по IP-сети средствами SCTP сигнальных сообщений пользователей SCCP SS7 (например, TCAP или INAP).
Для взаимодействия Softswitch между собой могут применяться два протокола: SIP (IETF) и BICC (ITU-T). Сегодня на роль основного протокола взаимодействия более претендует SIP.
Основными протоколами сигнализации для управления соединениями, используемыми Softswitch, являются SIP, SS7, H.323.
Основными протоколами сигнализации для управления медиа-шлюзами являются MGCP и MEGACO/H.248.
Рисунок 3 Основные протоколы NGN