Режимы передачи и коммутации в сетях КП

Различают два режима передачи и коммутации в сетях КП: виртуальный (КП-В) и датаграммный (КП-Д) режимы.

Виртуальный режим коммутации пакетов. В режиме КП-В пе­ред передачей сообщения между отправителем и получателем орга­низуется виртуальный канал, по которому передаются все пакеты данного сообщения. Термин «виртуальный канал», предложенный Международным союзом электросвязи (МСЭ), означает кажущийся, физически не существующий канал, для определения логическогодвухточечного соединения между отправителем и получателем сообщения. Принципиальное отличие виртуального канала от физи­ческого, устанавливаемого при КК, заключается в том, что он может предоставляться на отдельных участках одновременно многим поль­зователям. В одном физическом канале может быть организовано до нескольких тысяч виртуальных каналов. Для каждой пары абонентов виртуальный канал сохраняет последовательность передаваемых пакетов так же, как и физический канал при КК. При этом сохраняются преимущества КП в отношении изменения скоростей передачи, чередования пакетов от различных пар абонентов и т. д.

Следовательно, режим КП-В сочетает достоинства методов КП и КК.

Режим датаграммной передачи. В этом режиме виртуальное соединение предварительно не устанавливается и каждый пакет, называемый датаграммой, передается и обрабатывается в сети как самостоятельное сообщение. Каждая датаграмма содержит адрес, что увеличивает объем служебной информации и снижает коэффициент использования каналов. Кроме того, независимая передача пакетов приводит к нарушению порядка их выдачи поль­зователю. Восстановление правильного порядка следования паке­тов связано с усложнением соответствующих процедур передачи.

Эти недостатки ограничивают применение режима КП-Д. С другой стороны, преимуществом КП-Д является возможность передачи пакетов одного и того же сообщения одновременно по разным маршрутам. При этом сокращается время доставки сообщения и обеспечивается более высокая надежность доставки в условиях отказов отдельных элементов сети. Кроме того, режим КП-Д обес­печивает более гибкую маршрутизацию пакетов и, как следствие, более эффективное использование сетевых ресурсов. В настоящее время сетевыми протоколами предусматривается использование обоих режимов с некоторым предпочтением КП-В.

Цифровизация, интенсивно проводимая на протяжении последнего десятилетия, разработка и усовершенствование новых сетевых технологий (транспортных и коммутационных) создают предпосылки для построения универсальной сетевой инфраструктуры – мультисервистной сети, которая во всем мире рассматривается как основа сетей следующего поколения. Ее основу составит универсальная транспортно-ориентированная сеть, основанная на технологии распределенной коммутации пакетов. Кроме традиционных узлов (мультиплексоров, маршрутизаторов, коммутаторов) в состав элементов этой сети входят контроллеры сигнализации и шлюзы разнообразного назначения. Доступ к услугам, предоставляемым конечным пользователям, производится с использованием серверов разного назначения (политики обслуживания, защиты, услуг, банков приложений и пр.). При этом стратегия построения новой инфокоммуникационной инфраструктуры состоит в:

- создании инфраструктуры пакетной широкополосной мультисервисной сети;

- разгрузке существующей телефонной сети общего пользования. То есть, продолжая предоставлять на ее базе традиционные голосовые услуги, минимизируются инвестиции в данную сеть, при этом обеспечивается дальнейшее развитие спектра услуг и объемов трафика за счет новой мультисервисной сети;

- обеспечении полномасштабного доступа абонентов существующей телефонной сети общего пользования к новой мультисервисной сети и предоставлении им на ее базе новых услуг.

Для достижения поставленных целей была разработана концепция NGN (Next Generation Network).

NGN – это, прежде всего сети с коммутацией пакетов, в которых функции коммутации отделены от функции предоставления услуг, они позволяют предоставлять широкий перечень услуг и добавлять новые по мере их разработки. Также сеть NGN обеспечивает широкополосный доступ и поддерживает механизмы качества обслуживания QoS [24]. Основные характеристики NGN:

- сеть на базе коммутации пакетов с разделением функций управления и переноса информации, в которой функции услуг и приложений отделены от функций сети;

- сеть компонентного построения, где связь между компонентами осуществляется по открытым интерфейсам;

- сеть, поддерживающая широкий спектр услуг, включая услуги в реальном времени и мультимедийные услуги;

- сеть, обладающая общей мобильностью услуг, независимо от технологии доступа и типа используемого терминала и предоставляющая абоненту возможность свободного выбора провайдера услуг.

Архитектура сетей NGN состоит из IP-ядра и нескольких сетей доступа, использующих разные технологии. Основу сети NGN составляет универсальная транспортная сеть, реализующая функции транспортного уровня и уровня управления коммутацией и передачей. Назначением транспортной сети является предоставление услуг переноса. В состав транспортной сети NGN могут входить следующие компоненты: транзитные узлы, выполняющие функции переноса и коммутации; оконечные (граничные) узлы, обеспечивающие доступ абонентов к мультисервисной сети; контроллеры сигнализации, выполняющие функции обработки информации сигнализации, управления вызовами и соединениями; шлюзы, позволяющие осуществить подключение традиционных сетей связи. Контроллеры сигнализации могут быть вынесены в отдельные устройства, предназначенные для обслуживания нескольких узлов коммутации. Использование общих контроллеров позволяет рассматривать их как единую систему коммутации, распределенную по сети. Такое решение не только упрощает алгоритмы установления соединений, но и является наиболее экономичным для операторов и поставщиков услуг, так как позволяет заменить дорогостоящие системы коммутации большой емкости небольшими, гибкими и доступными по стоимости даже мелким поставщикам услуг. Реализация инфокоммуникационных услуг осуществляется на базе узлов служб (Services Node – SN) и/или узлов управления услугами (SCP). SN является оборудованием поставщиков услуг и может рассматриваться в качестве сервера приложений для инфокоммуникационных услуг, клиентская часть которых реализуется оконечным оборудованием пользователя. SCP является элементом распределенной интеллектуальной платформы и выполняет функции управления логикой и атрибутами услуг.

Оконечные/оконечно-транзитные узлы транспортной сети могут выполнять функции узлов служб, т.е. состав функций граничных узлов может быть расширен за счет добавления функций предоставления услуг. Для построения таких узлов может использоваться технология гибкой коммутации (Softswitch), как показано на рисунке 10.2. Сети нового поколения должны предоставлять ресурсы (инфраструктура, протоколы и т.п.) для создания, внедрения и управления всеми видами услуг (существующих и будущих). В рамках NGN основной упор делается на возможность адаптации услуги сервис-провайдерами, многие из которых также обеспечат своим пользователям возможность приспособить свои собственные услуги. Сети нового поколения будут включать в себя API (Application Programming Interfaces), обеспечивающие поддержку разработки, предоставления и управления услугами.

Рисунок 8.2 – Архитектура сети связи NGN

Оборудование Softswitch взаимодействует со многими компонентами в телекоммуникационной системе. В верхней части рисунка 15.3 показаны такие функциональные блоки: система тарификации, платформа услуг и приложений, а также сеть общеканальной сигнализации (ОКС).

Следует только отметить возможность выхода через сеть ОКС на узел управления услугами (Services Control Point – SCP), входящий в состав интеллектуальной сети, что позволяет дополнить услуги и приложения, доступные абонентам непосредственно через Softswitch, интеллектуальными услугами. Логика обработки вызовов реализуется в контроллере шлюзов (Media Gateway Controller – MGC). Взаимодействие Softswitch с коммутационными станциями других сетей осуществляется через оборудование Media Gateway (MG). Для этих целей используется протокол MGCP (Megaco), разработка которого была выполнена в IETF (Инженерная группа по проблемам Интернет) подгруппой Megaco (Media Gateway Control). Протокол MGCP в силу того, что он был разработан в IETF, ориентирован, в основном, на IP-технологии. В результате работы МСЭ появился проект рекомендации H.248, который ориентирован скорее на передачу мультимедийной информации, чем передачу неструктурированного трафика данных. Пунктирной линией на рисунке «Вариант модели сети NGN» показана связь Softswitch с пакетной сетью, которая, как правило, базируется на технологиях IP и ATM. Пакетная сеть обрабатывает основную часть трафика телекоммуникационной системы. Переход к сети с коммутацией пакетов целесообразно осуществлять путем постепенной эволюции телекоммуникационной системы. Функциональная модель сетей NGN, в общем случае, может быть представлена тремя уровнями: транспортным, уровнем управления коммутацией и передачей информации, уровнем управления услугами. Уровень управления услугами содержит функции управления логикой услуг и приложений и представляет собой распределенную вычислительную среду, обеспечивающую следующие потребности: предоставление инфокоммуникационных услуг; управление услугами; взаимодействие различных услуг. Задачей уровня управления коммутацией и передачей является также обработка информации сигнализации, маршрутизация вызовов и управление потоками. Задачей транспортного уровня является коммутация и прозрачная передача информации пользователя. Уровень управления услугами позволяет реализовать специфику услуг, и применять одну и ту же программу логики услуги вне зависимости от типа транспортной сети (IP, АТМ, FR и т.п.) и способа доступа. Наличие этого уровня позволяет также вводить на сети любые новые услуги без вмешательства в функционирование других уровней. Данный уровень может включать множество независимых подсистем («сетей услуг»), базирующихся на различных технологиях, имеющих своих абонентов и использующих свои, внутренние системы адресации. Если представить топологию сети NGN в виде набора плоскостей, то внизу окажется плоскость абонентского доступа (базирующаяся, например, на трех средах передачи: металлическом кабеле, оптоволокне и радиоканалах), далее идет плоскость коммутации (КК и/или КП). В указанной плоскости находится и структура мультисервисных узлов доступа. Над ними располагаются программные коммутаторы SoftSwitch, составляющие плоскость ПУ, выше которой находится плоскость интеллектуальных услуг и эксплуатационного управления услугами (см. рисунок 12.4). Сеть NGN соединяет в себе лучшие качества телефонных сетей и Интернет. Основные преимущества NGN:

- надежность (при выходе из строя одного из Softswitch резервный коммутатор сможет его полностью заменить);

- масштабируемость и модульность (возможно быстрое увеличение числа элементов сети);

- удобство (благодаря использованию единой инфраструктуры передачи трафика и управления услугами);

- мобильность пользователей (возможно перемещение в пределах сети, имея свой персональный доступ ко всем услугам благодаря личному идентификатору);

- адаптируемость к передаче любого типа трафика;

- поддержка оборудования разных производителей;

- низкая стоимость эксплуатации (засчет эффективного использования сетевых ресурсов);

- широкий спектр новых услуг, простота их внедрения и редактирования.

Дата добавления: 2014-11-20