11.7. Передача речи в пакетном режиме
Растущая популярность пакетной передачи речи в сетях Интернета VoIP (IP телефония) стимулировала разработку аналогичных пакетных технологий в сетях мобильной связи. Так в рамках ОМА была предложена специфическая для сотовых сетей технология Push-to-talk over Cellular (PoC). Одновременно операторы обсуждают возможности пакетной передачи речи по протоколам IP телефонии. Необходимость использования IP телефонии в сотовых сетях обусловлена переходом к единой телекоммуникационной среде, где мобильные оконечные устройства (UE) взаимодействуют с оконечными устройствами сетей Интернет и беспроводного доступа, в которых VoIP является базовой технологией.
Технические сложности при внедрении IP телефонии в сотовых сетях состоят в выполнении весьма жестких требований QoS (задержки и надежность передачи). Существуют и проблемы, связанные с биллингом.
Смысл услуги PoC состоит в том, чтобы предложить альтернативу SMS, когда вместо короткого текста или изображения корреспондент получает речевое сообщение, которое он может сохранить в своем аппарате, многократно прослушать и ответить на него сразу или спустя некоторое время. На мобильном телефоне устанавливают специальную кнопку вызова РоС (как на военном радиотелефоне), после нажатия которой абонент получает возможность наговорить текст, который далее в пакетном режиме он отправляет вызываемому корреспонденту. Пакеты короткие, обычно длиной от нескольких до десятков секунд, связь симплексная (передача идет в одну сторону с возможным последующим ответом принимающей стороны). Речевое сообщение можно передавать как одному, так и группе абонентов (вариант диспетчерской связи). В процессе передачи обязательно участвует промежуточный (proxy) сервер, называемый РоС сервером (рис. 11.17).
Для выполнения услуги оба клиента должны иметь активизированный PDP контекст. Сигнализация идет по интерактивному классу, а речевые пакеты по потоковому или интерактивному классу, так что их передают поверх протоколов RTP/UDP/IP. Следовательно, для эффективной работы PoC требуется установка двух PDP контекстов в пользовательских аппаратах.
Для эффективной реализации услуг пакетной телефонии, передачи мультимедийной информации и взаимодействия мобильных станций с терминалами IP сетей (компьютерами) нужно организовать логические соединения по протоколу IP между оконечными устройствами. Современный подход решения этой задачи для существующих и будущих услуг обеспечивает внедрение технологии IMS (IP Multimedia Subsystem). IMS можно реализовать в любой сети: GPRS, WLAN, кабельных сетях поколения Next (NGN – Next Generation Network).
IMS обеспечивает:
- возможность использования различной сетевой инфраструктуры,
- мобильность терминалов при реализации услуг,
- универсальный подход к реализации услуг.
В основе последнего лежит переход от вертикальной структуры реализации услуг (когда для каждой услуги разрабатывают индивидуальный стек протоколов) к горизонтальной многоуровневой структуре (рис. 11.19). Универсализация уровня управления позволяет стандартизировать соединения IP сети с мобильными сетями (PLMN) и телефонной сетью общего пользования (PSTN). Выход трафика и сигнализации осуществляют через мультимедийные шлюзы (MGW – Multimedia Gateway). Главные задачи уровня управления выполняет CSCF (Call Session Control Function) – управление сеансом связи и маршрутизации. Этот узел обеспечивает организацию сеанса связи, вызовы, предоставление услуг с требуемым качеством (QoS), обслуживание услуг и биллинга. CSCF с одной стороны связан с универсальными серверами баз данных абонентов HSS (Home Subscriber Server) в домашней сети, а с другой, с MGW через шлюз сигнализации SG ( Signaling Gateway), выполняющий функции управления MGCF (Media Gateway Control Function) мультимедийным шлюзом.
Предоставление мультимедийных услуг обеспечивает контроллер мультимедийных ресурсов MRFC (Multimedia Resource Function Controller). Реализацию конкретных услуг (пользовательских приложений AP – Application Service) осуществляют на основе универсального стандартного программного обеспечения, обрабатывающего информационные сообщения с серверов контента.
IMS технология ориентирована на использование на прикладном уровне SIP протокола инициирования сеансов связи (Session Initiation Protocol). SIP поддерживает следующие возможности при организации сеансов связи:
- определение местоположения пользователя,
- определение готовности пользователя,
- определение функциональных возможностей терминалов,
- Установление сеанса связи и управление им.
Рис. 11.19. Многоуровневая архитектура IMS.
Приведем один из вариантов ступени 2 реализации услуги РоС с использованием IMS (рис. 11.20), где рассмотрен вариант доставки PoC пакета с автоматическим ответом.
Рис. 11.20. Алгоритм организации сеанса PoC
1 Операция умножения может быть заменена на сложение по модулю 2.
1 В режиме высокоскоростной передачи данных возможен переход на 16-КАМ .
2 При высокоскоростной передаче данных возможно формирование каналов вверх с SF=2.
3 Приемники с взаимным подавлением сигналов других каналов передачи.
4 Информация предоставлена И.В.Родионовым