Сравнительная характеристика Softswitch и подсистемы IMS

5.4.1 Архитектуры Softswitch и IMS имеют уровневое деление, причем границы уровней проходят на одних и тех же местах. Для архитектуры Softswitch изображены в первую очередь устройства сети, а архитектура IMS определена на уровне функций. Идентичны также идея предоставления всех услуг на базе IP-сети и разделение функций управления вызовом и коммутации. По сути, к уже известным функциям Softswitch добавляются функции шлюза OSA и сервер абонентских данных.

Оценив списки функций в обеих архитектурах, можно заметить, что состав функций практически не отличается. Можно было бы заключить, что обе архитектуры почти тождественны. Это верно, но только отчасти: они идентичны в архитектурном смысле. Если же разобрать содержание каждой из функций, то обнаружатся значительные различия в системах Softswitch и IMS. Например, функция CSCF: из ее описания уже видно отличие от аналогичных функций в Softswitch. К тому же если в архитектуре Softswitch функции имеют довольно условное деление и описание, то в документах IMS дается жесткое описание функций и процедур их взаимодействия, а также определены и стандартизированы интерфейсы между функциями системы.

5.4.2 Различие начинается с основной концепции систем. Softswitch – это в первую очередь оборудование конвергентных сетей. Функция управления шлюзами (и соответственно протоколы MGCP/MEGACO) является в нем доминирующей (протокол SIP для взаимодействия двух Softswitch/ MGC).

Подсистема IMS проектировалась в рамках сети 3G, полностью базирующейся на IP. Основным ее протоколом является SIP, позволяющий устанавливать одноранговые сессии между абонентами и использовать IMS лишь как систему, предоставляющую сервисные функции по безопасности, авторизации, доступу к услугам и т.д. Функция управления шлюзами и сам медиашлюз здесь лишь средство для связи абонентов 3G с абонентами фиксированных сетей. Причем имеются в виду лишь ТфОП [15].

5.4.3 Также качественным отличием концепции IMS от концепции Softswitch – это понятие абонентской сети. Концепция Softswitch пришла из компьютерной телефонии и в ней в первую очередь рассматривались только телефонные абоненты. Специфика NGN внесла свои коррективы, и в современной трактовке Softswitch абонентом может выступать и компьютер, и SIP-терминал и прочие устройства.

Концепция IMS понятие «абонент» заменила на термин «абонентская сеть», так как к оконечным устройствам в системе IMS теперь относится семейство разнородных систем, объединенных в сеть NGN. Здесь есть определенная свобода в трактовке понятия, поскольку IMS не определяет размеры абонентской сети. В самом простом случае это может быть конвергентное абонентское подключение, например ADSL-подключение с домашней Wi-Fi сетью и несколькими устройствами в ней. Но с точки зрения IMS любой сегмент традиционной сети TDM или сегмент NGN также может рассматриваться как абонентская сеть. Даже национальная сеть размера «Ростелеком» или «Транстелеком» с этой точки зрения выступает всего лишь как абонентская сеть, причем от объема передаваемой информации, количества устройств NGN в абонентской сети и ее масштаба возможности управления ею со стороны IMS не зависят

Наличие в системе IMS системы учета местоположения абонент» HSS – определенная дань мобильности абонентов IMS. Необходимо отметить, что функции HSS существенно шире, чем функции HLR в системе сотовой связи.

Во-первых, вместо базы данных о положении телефонных абонентов в сотовой сети в IMS должны быть реализованы функции контроля местоположения абонентских сетей, что представляет качественно новую задачу. Во-вторых, персонификация услуг в IMS требует учета специфики каждого абонента. Если в HLR все абоненты имели одинаковый статус, то в HSS они неизбежно будут разделены на категории, и чем дальше будет развиваться концепция персональных услуг, тем больше категорий будет присутствовать в HSS. Таким образом, структура HSS оказывается существенно сложнее структуры HLR [2].

Вопросы для самоконтроля

1) В каком направлении идет развитие концепции Softswitch?

2) Каковы основные предпосылки перехода от концепции Softswitch к концепции IMS?

3) Какие требования предъявляются к архитектуре IMS?

4) Каковы основные свойства архитектуры IMS?

5) Каковы функциональные возможности архитектуры IMS?

6) Какие требования предъявляются к архитектуре IMS?

7) Из каких основных элементов состоит подсистемы IMS?

8) Каковы основные элементы транспортного уровня подсистемы IMS?

9) Каковы основные элементы уровня управления подсистемы IMS?

10) Каковы основные элементы уровня приложений подсистемы IMS?

11) Каковы основные протоколы подсистемы IMS?

12) Каковы основные интерфейсы подсистемы IMS?

13) Для чего в подсистеме используется IMPI – глобальный уникальный идентификатор?

14) Какова последовательность этапов процесса получения IP-адреса?

15) Какова последовательность этапов процесса аутентификации пользователя?

16) Какова последовательность этапов процесса базовой регистрации пользователя?

17) Какова последовательность этапов процесса перерегистрации пользователя?

18) Какова последовательность этапов процесса базового соединения абонентов IMS и ТфОП?

19) Какова последовательность этапов процесса базового соединения абонентов IMS?

20) Каковы основные различия концепций Softswitch и концепции IMS?

Список сокращений

AAA (Authentication, Authorization, Accounting ) – Аутентификация, Авторизация, Тарификация (система биллинга)

AG (Access Gateway) – шлюз доступа

API (Application Programming Interface) – интерфейс прикладного программирования

AS (Application Server) – сервер приложений

ATM (Asynchronous Transfer Mode) – асинхронный режим переноса информации

BGCF (Breakout Gateway Control Function) – функция управления шлюзами

BICC (Bearer Independent Call Control) – протокол управления обслуживанием вызова, независимый от носителя

BRA (Basic Rate Access) – базовый (основной) доступ к услугам ISDN (доступ по схеме 2В+D, канал В 64 кбит/c, канал D 16 кбит/c)

BSC/RNC (Base Station Controller/Radio Network Controller) – контроллер базовых станций/контроллер радиосети

Call Agent – сервер обслуживания вызовов

CSCF(Call Session Control Function) – элемент с функциями управления вызовами и сеансами

DNS (Domain Name Service)– служба доменовых имен

DPC (Destination Point Code) – код пункта сигнализации в сети ОКС№7

DSLAM (Digital Subscriber Loop Access Multiplexer) –мультиплексор доступа к цифровой абонентской линии

DSS1 (Digital Subscriber Signaling System №1) – цифровая абонентская сигнализация №1

DTMF (Dual Tone Multiple Frequency) – частотный (тональный) набор номера

ETSI (European Telecommunications Standards Institute) – Европейский институт стандартизации в телекоммуникациях

GGSN (Gateway GPRS Support Node) – шлюз ядра сети GPRS (общей службы передачи пакетов в радиосети)

GSCF (`Call Session Control Function) – функция управления вызовами и сеансами (разделена между несколькими специализированными серверами)

H.323 – протокол ITU, ориентированный на интеграцию сети IP-телефонии в ТфОП

HSS (Home Subscriber Server) – база данных абонентов (аналог регистра местоположения HLR в сетях сотовой связи)

IAD (Integrated Access Devices) – устройство интегрированного абонентского доступа

I-BGF (Interconnect Border Gateway Function)– межсетевой пограничный шлюз

IETF (Internet Engineering Task Force)– группа инженерных проблем Интернет

IMS (IP Multimedia Subsystem) – подсистема среды IP-мультимедиа

IMS (IP Multimedia Subsystem) – мультимедийная подсистема на базе IP-протокола

IM-SSF (IP Multimedia – Service Switching Function) – сервер коммутации услуги

IN (Intelligent Network) – интеллектуальная сеть

INAP (Intelligent Network Application Protocol) – прикладной протокол интеллектуальной сети в стеке протоколов ОКС№7

INAP (Intelligent Network Application Protocol) – прикладной протокол интеллектуальной сети в стеке протоколов ОКС№7

ISDN (Integrated Services Digital Network) – цифровая сеть с интеграцией обслуживания (ЦСИО)

ISUP (Integration Services User Part) – подсистема пользователя ISDN в стеке протоколов ОКС№7

IP (Internet Protocol) – протокол межсетевой связи (протокол сети Интернет)

IPCC (International Packet Communication Consortium) – международный консорциум по вопросам пакетной связи

IETF (Internet Engineering Task Force) – комиссия специальных интернет-разработок

ITU (International Telecommunication Union)– международный союз электросвязи

ITU-T (Telecommunication Standardization Sector of International Telecommunication Union) – Международный Союз Электросвязи, сектор стандартизации (МСЭ-Т)

IUA (ISDN User Adaptation) – протокол адаптации протокола SCTP к протоколу DSS1

LAPD (Link Access Protocol for D-channels) –протокол доступа к звену передачи данных по каналу D

LDAP (Lightweight Directory Access Protocol) – облегченный протокол доступа к сетевому каталогу (IETF)

MAP (Mobile Application Part) – подсистема пользователя мобильной связи ОКС№7

MEGACO или H.248 (MEdia GAteway COntrol) – протокол управления транспортным шлюзом (ITU)

MG (Media Gateway) – шлюз между ТфОП и IP-сетью (транспортный шлюз или медиа-шлюз)

MGC (Media Gateway Controller)– контроллер медиашлюза

MGCF (Media GatewaysControl Function) – функция управления шлюзами

MGCP (Media Gateway Control Protocol) – протокол управления транспортными шлюзами

MS (Media Server) – медиа сервер

MSC (Mobile Switching Center) – центр коммутации мобильной связи

MTP (Message Transfer Part) – подсистема передачи сообщений ОКС№7

MTU (Maximum Transfer Unit) – максимальная единица передачи (размер пакета)

M2PA (MTP2 Peer-to-peer Adaptation) – уровень равноправной адаптации второго уровня подсистемы МТР ОКС№7

M2UA (MTP2 User Adaptation) – протокол адаптации пользователя второго уровня подсистемы МТР

M3UA (MTP3 User Adaptation) – уровень адаптации протокола SCTP к протоколам ОКС№7, которые являются пользователями МТР3

NASS (Network Attachment Subsystem) – подсистема подключения сети

NIF (Network Interface Function) – функция сетевого интерфейса

NGN (Next Generation Network) – сеть связи следующего поколения

OSI (Open Systems Interconnections) –эталонная модель взаимодействия открытых систем

PDG (Packet Data Gateway) – пакетный шлюз

PPP (Point-to-Point Protocol) – протокол соединения точка-точка

PRA (Primary Rate Access) – первичный доступ к услугам ISDN (доступ по схеме 30В+D, канал В 64 кбит/c, канал D 64 кбит/c)

QoS (Quality of Service) –уровень качества обслуживания

OSA-SCS (Open Service Access-Service Capability Server) – сервер возможных услуг

QSIG (Q Interface Signaling) – протокол общеканальной сигнализации (сигнализации по каналу D) для организации взаимодействия цифровых УПАТС с услугами ISDN, специфицирован для точки Q

Q921 (протокол LAPD), Q931 – рекомендации по коммутации и сигнализации (канальный и сетевой уровень) сектора стандартизации международного союза электросвязи (ITU-T)

RADIUS (Remote Authentication Dial-In User Service) – служба дистанционной аутентификации пользователей по телефону

RACS (The Resource and Access Control) – подсистема управления ресурсами и доступом

RAN (Radio Access Network) – оборудование радиодоступа

PDF (Policy Decision Function) – функция выбора политики

RFC (Request For Comment) – документы, выпускаемые IETF и определяющие устройство Интернет-стандартов, инструкций, отчетов рабочих групп и т.д.

RTP (Real-Time Transport Protocol) – протокол транспортировки информации в реальном времени

RTCP (Real-Time Transport Control Protocol) – протокол контроля транспортировки информации в реальном времени

SIP AS (SIP Application Server) – сервер приложений

SCCP (Signaling Connection Control Part) – подсистема управления сигнальным соединением ОКС№7

SCP (Service Control Point) – узел управления услугами интеллектуальной сети (контроллер услуг)

SCTP (Stream Control TransmissionProtocol) – протокол передачи с управлением потоками

SDP (Session Description Protocol)– протокол описания параметров связи

SG (Signaling Gateway) – шлюз сигнализации

SGSN (Serving GPRS Support Node) – узел предоставления услуг GPRS

SIGTRAN (Signaling Transport) – транспортировка сигнальной информации, название рабочей группы

SIP (Session Initiation Protocol) – протокол инициирования сеансов связи

SIP-Т (SIP for Telephony)– SIP для телефонии

SNMP (Simple Network Management Protocol) – простой протокол эксплуатационного управления сетью

SSP (Service Switching Point) – узел коммутации услуг Интеллектуальной сети (коммутатор услуг)

STP (Signaling Transfer Point) – транзитный пункт сигнализации сети ОКС№7, обеспечивает перенос сигнальных сообщений между двумя звеньями сигнализации

SUA (SCCP User Adaptation) – адаптация SCTP к SCCP

TCAP (Transaction Capabilities Application Part) – подсистема управления возможностью транзакций прикладного уровня ОКС№7

TCP/IP (Transport Control Protocol/Internet Protocol) – набор протоколов, с помощью которых обеспечивается обмен информацией между компьютерами (устройствами) на нижних уровнях эталонной модели взаимодействия открытых систем, независимо от типа и производителя компьютера

TCP/SCTP (Transmission Control Protocol/Stream Control Transmission Protocol) –протокол управления передачей / протокол передачи с управлением потоками

TDM (Time Division Multiplexing) – мультиплексирование с временным разделением каналов

TG (Trunk Gateway) или MG (Media Gateway) – шлюз между ТфОП и IP-сетью (транспортный шлюз или медиашлюз)

UA (User Adaptation) – уровень адаптации пользователя

UDP (User Datagram Protocol ) –протокол дейтаграмм пользователя

UE (User Equipment) – оборудование пользователя

UP (User Part) – проблемно-ориентированная система пользователя ОКС№7

URL (Universal Resource Locators) – универсальные указатели ресурсов

VoIP (Voice over IP) – технология передачи речевой информации по IP-сети

V5UA (V5 User Adaptation) – протокол адаптации протокола SCTP к V5

V5.2 – сигнальный интерфейс, составленный из протоколов, предназначенных для взаимодействия узла коммутации и узлов доступа через первичные тракты ИКМ 2,048 Мбит/с

WAG/PDG (Wireless Access Gateway/Packet Data Gateway) – шлюз беспроводного доступа /пакетный шлюз

WIN (Workstation Interface Node) – узел взаимодействия с рабочими станциями

Список литературы

 

1. АджемовА.С. Задачи гармонизации технологии Softswitch с особенностями построения российских сетей связи // Электросвязь. – 2003. – № 11.

2. Бакланов И.Г. NGN: принципы построения и организации. – М.: ЭКО-ТРЕНДЗ, 2008.

3. Башлы П.Н. Современные сетевые технологии. Учебное пособие. – М.: Горячая линия-Телеком, 2006.

4. 3GPP TS 22.115 V9.2.0 (2010-03) Charging and billing.

5. 3GPP TS 22.228 V7.6.0 (2007-09). Service requirements for the Internet Protocol (IP) multimedia core network subsystem.

6. 3GPP TS 22.228 V8.6.0 (2008-12). Internet Protocol (IP) multimedia core network subsystem.

7. 3GPP TS 23.002 V9.3.0 (2010-06). Network Architecture.

8. 3GPP TS 23.228 V6.16.0 (2007-03). IP Multimedia Subsystem (IMS).

9. 3GPP TS 29.109 V7.1.0 (2005-12). Generic Authentication Architecture (GAA).

10. 3GPP TS 33.203 V8.1.0 (2007-12). Access security for IP-based services.

11. Битнер В.И. Принципы и протоколы взаимодействия телекоммуникационных сетей. – М.: Горячая линия-Телеком, 2008.

12. Гольдштейн А.Б., Гольдштейн Б.С. Softswitch. – СПб.: БХВ – Санкт-Петербург, 2006.

13. Гулевич Д.С. Сети связи следующего поколения. – М.: Интернет – Университет Информационных Технологий; БИНОМ. Лаборатория знаний, 2007.

14. Кааранен Х. и др. Сети UMTS Архитектура, мобильность, сервисы – М.: Техносфера, 2007.

15. Росляков А.В. ОКС№7 АРХИТЕКТУРА, ПРОТОКОЛЫ, ПРИМЕНЕНИЕ – М.: ЭКО-ТРЕНДЗ, 2008.

16. Росляков А.В. и др. Сети следующего поколения NGN – М.: ЭКО-ТРЕНДЗ, 2009.

17. Gonzalo Camarillo, Miguel A. Garc´ıa-Mart´ın The 3G IP Multimedia Subsystem (IMS). – Wiley, 2008.

18. Mark Wuthnow, Jerry Shih, Matthew Stafford IMS: A New Model for Blending Applications. – CRC Press, 2009.

19. Техническая документация IMS Product Documentation V200R008C01.