Уровень доступа к среде передачи

Стек TCP/IP не подразумевает использования каких-либо определенных протоколов уровня доступа к среде передачи и физических сред передачи данных

Функции уровня доступа:

· отображение IP-адресов в физические адреса сети;

· инкапсуляция IP-дейтаграмм в кадры для передачи по физическому каналу и извлечение дейтаграмм из кадров;

· определение метода доступа к среде передачи;

· определение представления данных в физической среде;

· пересылка и прием кадра.

В сети NGN на прикладном уровне работают протоколы, обеспечивающие взаимодействие разнородных сетей и управление собственными элементами сети.

В таблице 1.1 указаны протоколы, поддерживаемые в сети NGN.

 

Таблица 1.1 – Проколы сети NGN

Протокол	Стек	Стандарт
H.323 (интеграция телефонных сетей и сети IP-телефонии)	RAS (протокол взаимодействия оконечного оборудования с привратником)	ITU-T H.225.0
H.225 (протокол управления соединением)	ITU-T H.225.0
H.245 (протокол управления логическими каналами)	ITU-T H.245
H.248/MEGACO (управление транспортными шлюзами)		ITU-T H.248
MGCP (управление транспортными шлюзами)		IETF RFC 3435
SIP (инициирование сеансов связи)		RFC 2543
SIP-T (SIP для телефонии)		RFC 3372
SIGTRAN (транспортировка сигнальной информации ОКС№7 в сетях IP)	SCTP^* (протокол передачи с управлением потоками)	IETF RFC 2960
M2UA (уровень адаптации пользователя уровня 2 и подсистемы МТР)	IETF 3331
M2PA (уровень равноправной адаптации пользователя уровня 2 и подсистемы МТР)	IETF RFC 4165
M3UA (уровень адаптации пользователя уровня 3 и подсистемы МТР)	IETF RFC 3332
SUA (уровень адаптации пользователя подсистемы SCCP)	IETF RFC 3868
IUA (уровень адаптации пользователя ISDN)	IETF RFC 3057
V5UA (уровень адаптации пользователя V5)	IETF RFC 3807

 

Продолжение таблицы 1.1

Протокол	Стек	Стандарт
RTP (транспортировка информации в реальном времени)		IETF RFC 3550
RTCP (контроль транспортировки информации в реальном времени)		IETF RFC 3550
BICC (управление обслуживанием вызова, независимо от носителя)		ITU-T Q.1902

 

SCTP^* (Simple Conference Invitation Protocol) предоставляет также возможность надежной доставки сигнального трафика, не входящего в стек ОКС№7.

На рисунке 1.3 показана сетевая структура NGN, основой которой является мультипротокольная транспортная IP-сеть.

1.1.2 Уровень управления является ядром управления всеми процессами в современных системах NGN. По мере усложнения сетей системы управления эволюционируют от централизованного к распределенному типу. Такой переход получил название принципа декомпозиции.

Принцип декомпозиции заключается в последовательном разделении задач между различными устройствами и подсистемами. Рассматривая процесс эволюции от ТфОП к NGN, можно выделить пять этапов декомпозиции в современных системах управления (рисунок 1.4):

1) переход к концепции ОКС№7, которая привела к разделению задач обмена сигнализацией и задач обмена данными (речевыми сигналами). На этом этапе система связи разделилась на сеть сигнализации и сеть коммутации;

2) разработка концепции интеллектуальных сетей IN(Intelligent Network), которая предусматривала разделение функций внутри системы сигнализации на функции обмена сигнальными сообщениями и функции обеспечения доступа к новым услугам (разделение функций переноса сообщений через базовую сеть связи и функций предоставления дополнительных услуг с использованием сервисно-ориентированной надстройки);

3) появление элементов NGN и переход к гибким сетям ОКС№7/NGN. На этом этапе появилось устройство Softswitch. Концепция Softswitch предусматривает разделение задач управления различными процессами в NGN между семействами различных устройств (медиа- и транспортными шлюзами, сигнальными шлюзами, контроллерами медиа-шлюзов и др.);

4) продвижение концепции Softswitch как доминирующей в существующих сетях связи одновременно с активным процессом декомпозиции задач Softswitch между различными устройствами. В результате появились многоуровневые архитектуры Softswitch;

5 ) появление концепции IP-подсистемы мультимедийной связи IMS (IP Multimedia Subsystem), которая представляет собой окончательную декомпозицию контроллера медиа-шлюзов – ядра Softswitch в связи с процессами конвергенции между мобильными и фиксированными системами связи. На современном этапе продолжается процесс декомпозиции различных устройств в составе IMS-платформ.

 

 

AМG(Access Gateway) – шлюз доступа

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

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

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

MGC (Media Gateway Controller) – контроллер медиашлюза

MGCP (Media Gateway Control Protocol) – протокол управления шлюзами

MSC(Mobile Switching Center) – центр коммутации мобильной связи

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

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

SG(Signaling Gateway) – шлюз сигнализации

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

SIP, (Session Initiation Protocol) – протоколы инициирования сеансов связи

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)

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

 

Рисунок 1.3 – Сетевая структура NGN

 

Рисунок 1.4 – Процесс эволюции сетей связи от ТфОП к NGN

 

1.1.3 Появление сегментов сетей NGN, построенных на принципах пакетной передачи данных, потребовало изменения концепции системы управления, которая к этому моменту уже включала три подсистемы: управления, сигнализации и предоставления услуг. Построение гибридных сетей из сегментов NGN и сегментов традиционных сетей, качественный рост перечня услуг повысили уровень требований к функциональности системы управления.

Особенности современного этапа:

· в отличие от традиционных сетей, набор базовых услуг которых был ограничен традиционной телефонией, в сегментах NGN набор базовых услуг включает в себя передачу речи, видео и данных;

· возникла необходимость сквозной трансляции сигнальных сообщений между традиционной сетью и сегментами NGN;

· объективное увеличение номенклатуры технических решений, протоколов, принципов организации связи, обусловленное концепцией NGN.

В результате возникло решение, которое позволяет объединить традиционные сети в сегменты NGN IP-сети на всех трех уровнях управления (рисунок 1.5).

 

 

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

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

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

MGC (Media Gateway Controller) – контроллер медиашлюза

MGCP (Media Gateway Control Protocol) – протокол управления шлюзами

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

SG(Signaling Gateway) – шлюз сигнализации

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

SIP, (Session Initiation Protocol) – протоколы инициирования сеансов связи

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

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)

 

Рисунок 1.5 –Архитектура сопряжения традиционной сети и NGN

 

На уровне передачи трафика ТфОП объединяется с сегментами NGN через медиашлюз MG(Media Gateway). Для преобразования трафика сети с коммутацией каналов TDM (Time Division Multiplexing) в структуру Softswitch включен транспортный шлюз TG (Trunk Gateway), который выполняет преобразование сообщений каналов трактов ИКМ в пакеты протокола RTP (Real-Time Transport Protocol). Для координации работы шлюзов используется контроллер медиашлюзов MGC (Media Gateways Controller). MGCуправляет шлюзами с помощью протоколов MGCP (Media Gateway Control Protocol), MEGACO или H.248 (MEdia GAteway COntrol).

Сигнальные системы NGN и ТфОП объединяются через сигнальный шлюз SG (Signaling Gateway). Платформа предоставления услуг, взаимодействующая с традиционной сетью по протоколу INAP(Intelligent Network Application Protocol), подключается к системе управления гибридной сетью по протоколу LDAP (Lightweight Directory Access Protocol).

1.1.4 Решение задачи организации взаимодействия традиционных сетей и сегментов NGN реализовано на базе концепции Softswitch, которая стала основной концепцией систем NGN на уровне управления.

Softswitch является носителем интеллектуальных возможностей сети, который координирует управление обслуживанием вызовов, сигнализацию и функции, обеспечивающие возможность установления соединения через одну или несколько сетей. Softswitch – это сетевая архитектура, которая включает в себя MG, MGC, SG и пр. Softswitch – это идеология построения системы управления в сетях NGN.

Основные функции Softswitch:

· управление обслуживанием вызовов, т.е. установлением и разрушением соединений путем выполнения функций Call Agent (сервера обслуживания вызовов). Данные функции гарантируют, что соединение сохранится до тех пор, пока не даст отбой один из абонентов. В состав этих функций входят распознавание и обработка цифр номера, распознавание момента ответа вызываемой стороны, отбоя любой стороны и регистрация этих действий для начисления платы;

· управление транспортными шлюзами и шлюзами доступа;

· координация обмена сигнальными сообщениями, т.е. поддержка функций сигнального шлюза. Иначе говоря, Softswitch координирует действия, обеспечивающие соединение с сигнальными сетями и преобразует информацию в сообщениях, чтобы они были поняты на обеих сторонах несхожих сетей.

На рисунке 1.6 показана структура Softswitch.

Ядром Softswitch является один или несколько управляющих элементов – контроллеров медиашлюзов MGC, которые обеспечивают координацию всех остальных подсистем Softswitch. MGC может взаимодействовать с другими MGC, формируя тем самым распределенную систему управления. Для обмена данными между MGCмогут использоваться разные системы сигнализации: H.323, SIP, BICC.

Для присоединения к Softswitch сегментов современных телефонных сетей на основе VoIP используются серверы. Т.к. в настоящее время существуют две технологии VoIP- SIP и Н.323, в состав Softswitch входят SIP-серверы и Н.323-серверы. Эти серверы взаимодействуют с MGC по протоколам сигнализации SIP и Н.323 соответственно.

Помимо сегментов VoIP к Softswitch должны подключаться сегменты традиционной сети с ОКС№7. Для этого используется шлюз сигнализации SG, взаимодействующий с MGC на основе протокола SIGTRAN.

 

 

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

API (Application Program Interface) – интерфейс прикладных программ

BICC (Bearer Independent Call Control) – протокол управления вызовами

H.323 – протокол ITU (Telecommunication Standardization Sector of International Telecommunication Union, международный союз электросвязи), ориентированный на интеграцию сети IP-телефонии в ТфОП

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

MEGACO или H.248 (MEdia GAteway COntrol) – протокол управления шлюзами

MGC (Media Gateway Controller) – контроллер медиашлюза

MGCP (Media Gateway Control Protocol) – протокол управления шлюзами

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

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

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

SG(Signaling Gateway) – шлюз сигнализации

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

SIP (Session Initiation Protocol) – протокол инициирования сеансов связи

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

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

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

 

Рисунок 1.6 – Структура Softswitch

1.1.5 Новая концепция Softswitch привела не только к усложнению архитектуры подсистемы управления, но и архитектуры протоколов сигнализации. На этапе перехода к технологии Softswitch концепция сигнализации ОКС№7 эволюционировала не только в многоуровневую, но и в многопротокольную систему сигнализации SIGTRAN (рисунок 1.7). Протокол SIGTRAN используется в узлах SG, т.е. в точках преобразования сигнализации между сегментами традиционной сети и NGN. Внутри NGN используется система сигнализации IP-сети. В традиционных сетях используется многоуровневый стек протоколов ОКС№7.

Протокол SIGTRAN включает в себя отдельные элементы протоколов IP и ОКС№7, т.к. он должен обеспечить

· преобразование сигнальных сообщений ОКС№7 в IP и обратно;

· взаимное преобразование сигнальных сообщений, информационных полей и полей, используемых для управления соединением и контроля качества;

· при необходимости, транзит сообщений ОКС№7 через IP-сеть или сообщений VoIP через ТфОП.

 

ISUP (Integration Services User Part) – подсистема пользователя ISDN в стеке протоколов

MAP (Mobile Application Part) – подсистема пользователя мобильной связи

MTP (Message Transfer Part) – подсистема передачи сообщений

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

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

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

SCCP (Signaling Connection Control Part) – подсистема управления сигнальным соединением

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

SIP (Session Initiation Protocol) – протокол инициирования сеансов связи

SUA (SCCP User Adaptation) – адаптация SCTP к SCCP

TCAP (Transaction Capabilities Application Part) –подсистема управления возможностью транзакций прикладного уровня

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

UDP (User Datagram Protocol) –протокол дейтаграмм пользователя

 

Рисунок 1.7 – Многоуровневая архитектура протокола SIGTRAN
1.2 Функциональные плоскости эталонной архитектуры Softswitch

1.2.1 Дорогостоящие традиционные АТС в единой структуре объединяют функции коммутации, функции управления обслуживанием вызовов, услуги и приложения, а также функции биллинга. Такая коммутационная станция представляет собой монолитную, закрытую системную структуру, в которой используются фирменные протоколы для организации взаимодействия различных подсистем, отсутствуют гибкость и масштабируемость.

 

 

AS(Application Server) – сервер приложений

IN (Intelligent Network) – интеллектуальная сеть

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

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

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

Рисунок 1.8 – Декомпозиция АТС и Softswitch

Softswitch изменил традиционную закрытую структуру систем коммутации, используя принципы компонентного построения сети и открытые стандартные между тремя основными функциями: коммутации, управления, услуг и приложений (рисунок 1.8). Применение такого подхода приводит к новой архитектуре управления вызовами, которая реализована в сетях NGN (рисунок 1.9).

AG(Access Gateway) – шлюз доступа

ATM (Asynchronous Transfer Mode) – асинхронный режим переноса информации

IAD (Integrated Access Devices) – устройство интегрированного абонентского доступа

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

MGC (Media Gateway Controller) – контроллер медиашлюза

SG(Signaling Gateway) – шлюз сигнализации

Рисунок 1.9 – Архитектура управления в сети NGN

Внедрение систем управления вызовами на базе технологии гибкого коммутатора (Softswitch) имеет следующие преимущества перед «классическими» системами управления:

· упрощение структуры сети;

· обеспечение совместимости разнородного оборудования;

· взаимодействие различных сетей напрямую через IP-сеть;

· гибкая маршрутизация вызовов в сети;

· возможность управления качеством обслуживания QoS.

Архитектура с разделенными функциями управления и переноса информации требует наличия открытых протоколов взаимодействия (рисунок 1.10).

 

 

Рисунок 1.10 – Схема взаимодействия протоколов в сети NGN

1.2.2 В эталонной архитектуреSoftswitch, разработанной консорциумом IPCC, выделяются четыре функциональные плоскости: транспортная, управления обслуживанием вызова и сигнализации, услуг и приложений, эксплуатационного управления (рисунок 1.11).

Транспортная плоскость (Transport Plane) отвечает за транспортировку сообщений различного типа (сообщения сигнализации, маршрутизации или пользовательская речь и данные) по сети связи. Физический уровень, расположенный под транспортной плоскостью, может базироваться на любой технологии, которая соответствует требованиям к пропускной способности для переноса трафика определенного типа.

Транспортная плоскость делится на три домена:

1) домен транспортировки по протоколу IP (IP Transport Domain), поддерживает магистральную сеть и маршрутизацию для транспортировки пакетов через IP-сеть. К этому домену относятся коммутаторы, маршрутизаторы, средства обеспечения качества обслуживания QoS;

2) домен взаимодействия (Interworking Domain), включает в себя устройства преобразования сигнальной или пользовательской информации, поступающей со стороны внешних сетей в вид, пригодный для передачи по IP-сети, а также обратное преобразование. В этот домен входят шлюзы сигнализации SG, транспортные шлюзы TG или медиашлюзы MG и шлюзы взаимодействия (Interworking Gateways).

SG обеспечивают преобразование сигнальной информации между разными транспортными уровнями.

TG (MG) выполняют функции преобразования пользовательской информации между разными транспортными сетями и/или разными типами мультимедийных данных.

Шлюзы взаимодействия обеспечивают взаимодействие различных протоколов сигнализации на одном транспортном уровне;

3) домен доступа, отличного от IP (Non-IP Access Domain), предназначен для организации доступа к IP-сети различных IP-несовместимых терминалов. В домен входят шлюзы доступа AG для подключения учрежденческих АТС, аналоговых модемов, линий xDSL, транспортных шлюзов для мобильной сети стандарта GSM/3G, устройств интегрированного абонентского доступа IAD (Integrated Access Devices) и др. IP-терминалы подключаются к домену транспортировки непосредственно по протоколу IP без участия AG.

 

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

Call Agent – сервер обслуживания вызовов

H.248 – протокол управления транспортным шлюзом (протокол ITU – International Telecommunication Union, международный союз электросвязи)

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

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

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

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

SIP (Session Initiation Protocol) – протокол инициирования сеансов связи

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

QoS (Quality of Service) –уровень качества обслуживания

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

 

Рисунок 1.11 – Функциональные плоскости эталонной архитектуры Softswitch

Плоскость управления обслуживанием вызова и сигнализации (Call Control & Signaling Plane) управляет основными элементами IP-сети и, в первую очередь теми, которые принадлежат транспортной плоскости. Управление обслуживанием вызова ведется на основе сигнальных сообщений, поступающих из транспортной плоскости. Обеспечивается установление и разрушение соединений для передачи пользовательской информацией по сети. В состав плоскости входят контроллер медиа-шлюзов MGC, сервер обслуживания вызововCall Agent, привратник.

Плоскость услуг и приложений (Service & Application Plane) реализует логику и выполнение услуг и приложений в IP-сети. Управление услугами обеспечивается путем взаимодействия с устройствами, находящимися в плоскости управления обслуживанием вызова и сигнализации. В состав плоскости входят серверы услуг и приложений.

Плоскость эксплуатационного управления (Management Plane) поддерживает функции активизации абонентов и услуг, техобслуживания, биллинга и другие функции эксплуатационного управления сетью.

Основные протоколы сети NGN

1.3.1 Softswitch координирует действия, обеспечивающие соединение с логическими объектами в разных сетях и преобразует информацию в сообщениях таким образом, чтобы они были поняты на обеих сторонах разнородных сетей.

Основные типы сигнализации, используемые Softswitch:

· сигнализация для управления соединениями (протоколы SIP, ОКС№7, H.323);

· сигнализация для взаимодействия Softswitch между собой (протоколы SIP, BICC);

· сигнализация для управления шлюзами (протоколы MGCP, MEGACOили H.248).

Основным транспортным протоколом является протокол RTР, предназначенный для организации передачи пакетов с кодированными речевыми сигналами по пакетной сети.Передача пакетов RTР ведется поверх протокола UDP, работающего, в свою очередь, поверхIP (рисунок 1.12).

 

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

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

UDP (User Datagram Protocol) – протокол дейтаграмм пользователя

Рисунок 1.12 – Уровни протоколов RTP/UDP/IP

1.3.2 В таблице 1.2 показано функциональное назначение, а втаблице 1.3приведена сравнительная характеристика основных протоколов сигнализации, которые используютSoftswitch.

 

Таблица 1.2 – Функциональное назначение протоколов управления вызовами

сети NGN

Протокол	Функция в сети NGN	Комментарий
SIP	Управление и установление сеанса связи	Применяется для установления как голосовых, так и мультимедийных вызовов по IP-сетям. Наиболее простой по сравнению с протоколом H.248. Терминальные устройства содержат программное обеспечение SIP-агента.
SIP-T	Передача сигнализации ТфОП/ISUP через SIP-сеть	Специальная разновидность протокола SIP, обеспечивающая передачу сообщений ISUP по сети SIP. Фактически SIP-сеть выполняет функции транзитного пункта сигнализации.
H.323	Управление и установление сеанса связи	Самый распространенный протокол в сетях передачи голоса по IP-сети. Трудно масштабируем и менее перспективен по сравнению с протоколом SIP
Megaco/H.248	Управление шлюзами доступа в пакетную сеть	Наиболее перспективный и разрабатываемый стандарт. Потенциально должен обеспечить наибольшую совместимость различного оборудования
MGCP	Управление шлюзами доступа в пакетную сеть	Несмотря на то, что существуют сети, использующие этот протокол, дальнейшая работа по развитию этого стандарта, вероятно, не будет проводится из-за особенностей протокола
BICC	Управление вызовом в сетях с разделенными уровнями управления и переноса информации	Протокол установления соединения, не зависящий от типа используемой сети переноса (IP, АТМ). Реализует полный набор услуг ТфОП/ISDN. Основная цель протокола -обеспечить полную реализацию всех принятых голосовых услуг классической телефонии при использовании пакетных сетей. Принят для сетей мобильной связи.
SIGTRAN	Передача сообщений протоколов сигнализации по IP-сети	Набор стандартов для обеспечения надежной передачи сигнальных сообщений ОКС№7 по IP-сети

Таблица 1.3 – сравнительная характеристика основных протоколов сигнализации, которые используютSoftswitch

Харак- теристики	Протокол
SIP	H.323	MGCP	Megaco / H.248
Назначение	Инициирование сеансов связи	Для IP-телефонии	Управление транспортными шлюзами	Управление транспортными шлюзами
Архитектура	Peer-to-Peer	Peer-to-Peer	Master-Slave	Master-Slave
Сложность	Простой	Сложный	Простой	Простой
Интеллект	Рассредоточен по элементам сети	В ядре сети	В ядре сети	В ядре сети
Тип данных	Речь, данные и видео	Речь, данные и видео	Управление передачей речи, данных	Управление передачей речи, данных
Контроль доступа	Контроль доступа поддерживается	Контроль доступа (управление полосой пропускания и ее контроль)	Контроль доступа на уровне IP	Контроль доступа на уровне IP
Качество обслуживания	Процедуры QoS поддерживаются	Поддержка дифференцирован-ного обслуживания (согласование скорости передачи и задержки)	Контроль QoS на уровне IP	Контроль QoS на уровне IP
Адресация	Поддержка IP-адресов и имен доменов	Поддержка IP-адресов	Цифровая адресация терминалов пользователей, поддержка IP-адресов и имен доменов для транспортных шлюзов	Цифровая адресация терминалов пользователей, поддержка IP-адресов и имен доменов для транспортных шлюзов

 

Вопросы для самоконтроля

 

1) Пояснить назначение уровней архитектуры сети NGN.

2) На каком уровне стека протоколов TCP/IP выполняются функции уровней представления и частично сеансового модели OSI?

3) Какой уровня стека протоколов TCP/IP обеспечивает прозрачную (сквозную) доставку данных между двумя прикладными процессами?

4) Как идентифицируется процесс, получающий или отправляющий данные с помощью транспортного уровня?

5) Какой протокол является основным для межсетевого уровня стека протоколов TCP/IP?

6) С какого уровня стека протоколов TCP/IP передаются IP-модулю данные для дейтаграммы?

7) Какой уровень стека протоколов TCP/IP обеспечивает отображение IP-адресов в физические адреса сети?

8) На каком уровне стека протоколов TCP/IP обеспечивается инкапсуляция IP-дейтаграмм в кадры для передачи по физическому каналу и извлечение дейтаграмм из кадров?

9) Какая концепция привела к разделению задач обмена сигнализацией и задач обмена данными (речевыми сигналами)?

10) Что является ядром Softswitch?

11) Какой шлюз используется на уровне передачи трафика для объединения ТфОП с сегментами NGN?

12) Какой шлюз выполняет преобразование сообщений каналов трактов ИКМ в пакеты протокола RTP (Real-Time Transport Protocol)?

13) Какой протокол использует контроллер медиа-шлюзов MGC для управления шлюзами?

14) Какие протоколы используются для организации взаимодействия контроллеров медиашлюзов MGC?

15) Какой протокол обеспечивает взаимное преобразование сигнальных сообщений, информационных полей и полей, используемых для управления соединением и контроля качества?

16) Какие недостатки имеет «классическая» система управления вызовами?

17) Какие преимущества перед «классическими» системами управления: имеет система управления вызовами на базе технологии гибкого коммутатора (Softswitch)?

18) Через какую функциональную плоскость эталонной модели Softswitch обеспечивается передача сообщений сигнализации, маршрутизации или пользовательской речи и данных?

19) В состав какой функциональной плоскости эталонной модели Softswitch входят контроллер медиашлюзов MGC, сервер обслуживания вызововCall Agent, привратник?

20) К какому домену транспортной функциональной плоскости эталонной модели Softswitch относятся коммутаторы, маршрутизаторы, средства обеспечения качества обслуживания QoS?

21) Какой домен транспортной функциональной плоскости эталонной модели Softswitch включает в себя шлюзы сигнализации SG, транспортные шлюзы TG или медиашлюзы MG и шлюзы взаимодействия (Interworking Gateways)?

22) Какой шлюз обеспечивает подключение к IP-сети IP-несовместимых терминалов (учрежденческих АТС, аналоговых модемов, линий xDSL, транспортных шлюзов для мобильной сети стандарта GSM/3G, устройств интегрированного абонентского доступа IAD и др.)?

23) Какие протоколы обеспечивают передачу сигнальных сообщений для управления соединениями?

24) Какие протоколы обеспечивают взаимодействие Softswitch между собой?

25) Какие протоколы используются для управления транспортными шлюзами?

26) У какого протокола интеллект рассредоточен по элементам сети?

27) У каких протоколов интеллект сосредоточен в ядре сети?

28) Какие протоколы взаимодействуют попринципу Master-Slave?

 

Инициирование сеансов связи

Основы протокола SIP

 

2.1.1 Основой глобальной архитектуры мультимедиа, предложенной группой IETF, является протокол SIP (Session Initiation Protocol). Архитектура включает в себя также, транспортный протокол реального времени RTP, протокол описания параметров связи SDP (Session Description Protocol),. Функции протокола SIP не зависят ни от одного из этих протоколов (рисунок 2.1).

 

 

ATM (Asynchronous Transfer Mode) – асинхронный режим переноса информации

DNS (Domain Name Service) – доменная служба имен

MGC (Media Gateway Controller) – контроллер медиашлюза

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

SDP (Session Description Protocol) – протокол описания параметров связи

SIP (Session Initiation Protocol) – протокол инициирования сеансов связи

 

Рисунок 2.1 – Модель протоколов

 

Протокол SIP устанавливает сеансы связи, согласует требования к передаваемой/принимаемой информации, определяет местоположение пользователей и позволяет предоставлять современные интеллектуальные услуги (переадресация вызова, переключение связи, предоставление идентификационной информации, обеспечение конфиденциальности связи) и интерактивные услуги мгновенного обмена сообщениями через Интернет для систем мобильной связи третьего поколения. Особенностью протокола SIP является его независимость от транспортных технологий, но в качестве транспорта отдается предпочтение протоколам UDP или ТСР.

Протокол UDP позволяет доставлять сигнальную информацию быстрее, чем ТСР, а также параллельно вести поиск местоположения пользователей и передавать приглашения к участию в сеансе связи в режиме многоадресной рассылки. Протокол UDP облегчает обработку ситуаций аварийного переключения серверов.

В свою очередь протокол ТСР упрощает работу с межсетевыми экранами и гарантирует надежную доставку данных. При использовании протокола ТСР разные сообщения одного вызова могут передаваться по одному ТСР-соединению или для каждого запроса и ответа может создаваться отдельное ТСР-соединение.

2.1.2 В основу протокола SIP заложены следующие принципы:

· персональная мобильность пользователей, т.е. предоставление услуг независимо от местоположения пользователя, которая обеспечивается присвоением пользователю уникального идентификатора для дистанционной регистрации в Softswitch;

· определение готовности пользователей к участию в сеансе связи, для чего введены специальные коды ответов о текущей готовности пользователя к связи;

· масштабируемость сети (увеличение производительности), которая, в первую очередь, характеризуется возможностью увеличения числа элементов сети при ее расширении;

· интеграция в стек протоколов Интернет для передачи мультимедийного трафика;

· взаимодействие с протоколами сигнализации Н.323, H.248/MEGACO, MGCP, ОКС№7 и DSS1, включая возможность переносить в сигнальных сообщениях SIP не только специфический SIP-адрес, но и телефонный номер любого формата;

· поддержка услуг Интеллектуальной сети (преобразование имен, переадресация и маршрутизация), что существенно при использовании SIP в Softswitch сети общего пользования;

· расширяемость протокола, характеризующая возможность дополнения протокола функциями поддержки новых услуг и его адаптации к работе с различными приложениями.

2.1.3 SIP является протоколом прикладного уровня и предназначается для организации, модификации и завершения различных сеансов связи (мультимедийных конференций, телефонных соединений, широковещательной рассылки мультимедийной информации и соединений пользователей с разными инфокоммуникационными приложениями). С помощью SIP пользователи могут принимать участие в уже существующих сеансах связи и/или быть приглашенными во вновь создаваемом сеансе. SIP обеспечивает передачу мультимедийной информации любого вида (речь, видео, данные и любая их комбинация), в связи с чем требуется обмен сведениями о характере передаваемой информации между участниками сеанса связи. Для этой цели SIP дополняется протоколом SDP, информация которого передается в теле сообщения протокола SIP.

Для организации взаимодействия с существующими приложениями IP-сетей и обеспечения мобильности пользователей протокол SIP использует принцип адресации, подобный электронной почте. В качестве адресов используются специальные универсальные указатели ресурсов URL (Universal Resource Locators), называемые SIP URL.

Работая на разных сетевых уровнях NGN (рисунок 2.2), протокол SIP обеспечивает взаимодействие

· между несколькими Softswitch,

· между Softswitch и оконечными устройствами (IP-телефонами, soft-телефонами, IAD и т.п.).

В Softswitch также выполняется преобразование протокола SIP в протоколы Н.