Rambler's Top100
 
 
Статьи ИКС № 9 2006
И.М. БЫКОВ  И.Н. ПАВЛОВ  01 сентября 2006

Конвергенция сетей связи и архитектура IMS

Гибкая коммутация и VoIP Тема гибкой коммутации получила развитие в 90-е годы в связи с реализацией уровневой архитектуры, в которой уровень управления соединением отделяется от нового, транспортного уровня с IP-протоколом передачи и «вертикальными» (от шлюза к управляющему серверу) протоколами управления транспортными ресурсами.

Гибкая коммутация и VoIP

Тема гибкой коммутации получила развитие в 90-е годы в связи с реализацией уровневой архитектуры, в которой уровень управления соединением отделяется от нового, транспортного уровня с IP-протоколом передачи и «вертикальными» (от шлюза к управляющему серверу) протоколами управления транспортными ресурсами. «Гибкие коммутаторы» рассматривались как экономичное решение для замены телефонных станций на уровне местной (Class 5) и транзитной (Class 4) сетей, а отсутствие единого понимания функциональности подобных устройств оставляло производителям оборудования определенную свободу при проектировании. Поскольку широкое внедрение на операторских сетях возможно лишь при условии стандартизации как интерфейсов, так и функциональности оборудования, начались работы в рамках целого ряда групп и организаций (IPCC Consortsium, MSF, ETSI, ITU-T, 3GPP) для решения вопросов унификации.

Параллельно пакетная коммутация развивалась и для корпоративного сегмента, где в силу технико-экономических и организационных особенностей системы VoIP получили достаточно широкое распространение.

Развитие SIP и архитектура IMS

Прежде всего следует отметить, что причина привлекательности SIP-технологии – не в ее простоте и легкости применения (чтобы уверенно разбираться в функционале таких систем, потребуется изучить, помимо рекомендаций базового документа IETF RFC2543, целый ряд сопутствующих материалов). В этой технологии заложены мощные инструменты, наработанные в процессе развития Интернета и систем мобильной связи. Регистрация абонентов и предоставление информации о местоположении, применение механизмов поддержки сетевых адресов (DNS) для перенаправления запросов, согласование и модификация параметров сессий (в терминологии традиционной телефонии – соединений) – вот лишь некоторые возможности, которые несет в себе развивающаяся SIP-технология.

Однако, чтобы построить масштабные сети со всеми необходимыми атрибутами для обслуживания разных групп абонентов (со столь же разными запросами!), одних только гибких механизмов на уровне протоколов недостаточно. Необходима выверенная архитектура сети, четкие механизмы ее функционирования (например, поддержка требуемого уровня качества обслуживания – QoS) и уточнение спецификаций протоколов для лучшей совместимости разнотипного оборудования. В противном случае совершенно неочевидно, что в разных географических точках или при подключении к разным сетям доступа пользователь получит одинаковое качество услуги. Необходимость постоянно решать подобные задачи привела к тому, что начали работать над мультимедийной подсистемой IP Multimedia Subsystem (IMS) в рамках проекта 3GPP.

Важнейшим отличием IMS является смещение фокуса в SIP-коммуникациях от принципа «каждый с каждым» (peer-to-peer) к «соединению через оператора», что обеспечивает полную поддержку операторской бизнес-модели на основе сетевой инфраструктуры и SIP-технологий (см. таблицу).

Стандартизация и эволюция сети

Операторы уже приступили к развертыванию первых систем на основе технологии гибкой коммутации – как фиксированных, так и беспроводных. Какова же роль систем гибкой коммутации и IMS для сохранения оператором инвестиций и последовательного развития его инфраструктуры? Обратимся к последним разработкам 3GPP, ETSI и ITU-T в этой области.

В конце 2005 г. рабочие группы ITU-T и ETSI выпустили первые стандарты NGN для применения на сетях фиксированных операторов:
  • принята архитектура IMS, предложенная 3GPP в качестве системы для предоставления мультимедийных услуг в сетях фиксированной телефонной связи;
  • предложены профили протокола управления H.248 для шлюзов доступа (AGW) и соединительных линий (TGW);
  • введены понятия «эмуляция» – для режима предоставления полного спектра услуг традиционной сети ТфОП/ЦСИО (POTS/ISDN) и «симуляция» – для ограниченного набора традиционных сервисов;
  • Кроме того, 3GPP продолжает развивать систему с мультимедийными услугами на архитектуре IMS в направлении применения на беспроводных сетях связи, используя наработки IETF в области SIP и сопутствующих протоколов:
  • производится дальнейшая унификация сервисных возможностей при координации с работами группы Open Mobile Architecture (OMA);
  • прорабатываются вопросы взаимодействия с существующими IP-сетями и сетями с коммутацией каналов по протоколам ISUP, BICC и SIP;
  • прорабатываются вопросы обеспечения специальных функций и обращения к экстренным службам;
  • прорабатывается поддержка протокола IPv4 как на уровне оконечного оборудования, так и для доступа в опорную подсистему IMS.
Необходимо отметить, что формулировки, принятые в документах разных международных организаций по стандартизации, могут иметь отличия. Поэтому мы приводим лишь основные технологические аспекты, отраженные в спецификациях.

Дальнейшая работа по стандартизации единой IMS-платформы направлена на создание конвергированной сети с концепцией All IP.

Но все же ключевым вопросом для оператора является возможность поэтапного развития сети связи при сохранении существующих услуг и минимизации риска потери абонентской базы.

Согласно концепции развития сетей связи (см. рисунок), на первом этапе трансформации формируется инфраструктура с гибкой коммутацией, обеспечивающая полную эмуляцию традиционных сервисов поверх высокопроизводительной пакетной опорной сети, и внедряется подсистема IMS для мультимедийных услуг. Ключевым фактором успеха является внедрение гибкой коммутации как инструмента для снижения операционных расходов при расширении или обновлении сети на базе имеющегося терминального оборудования. На этом этапе закладываются также основы нового принципа формирования и доставки мультимедийных услуг с помощью новейшего абонентского (с функциональностью SIPклиентов) оборудования через подсистему IMS.

На следующем этапе происходит развитие платформы IMS и внедрение подсистем, обеспечивающих доступ с различных оконечных устройств, управление ресурсами, создание приложений, заданное QoS. Реализуется концепция сети All IP, в которой пакетная технология пронизывает весь процесс предоставления услуги – от терминала SIP-клиента до узлов обеспечения конкретных сервисов. Важно отметить, что в такой архитектуре сеть с гибкой коммутацией становится подсистемой ТфОП, обеспечивающей связь с существующими сетями и набор традиционных услуг связи.

IMS-решения и сети с концепцией All IP

Благодаря внедрению гибкой коммутации достигается преемственность услуг и одновременно формируется высокопроизводительная пакетная магистраль. На этом этапе оператор переводит инвестициис оборудования телефонии на универсальную пакетную сеть со сниженными эксплуатационными затратами.

Архитектура IMS позволяет предоставлять новейшие мультимедийные услуги на универсальном оборудовании с использованием различных способов доступа, снижая риски, связанные с вводом отдельных услуг, и отлаживая внутренние бизнеспроцессы оператора. Эта подсистема использует механизмы, заложенные в технологии SIP-коммуникаций, и вводит дополнительные элементы для создания конвергированных сетей операторского уровня. Оператору предоставляются широкие возможности по управлению сетевыми ресурсами, оптимизации процесса доставки услуги и расширения клиентской базы.

В процессе движения к сетям All IP существенно возрастает роль технической экспертизы, поскольку по уровню сложности IP-сети операторского класса качественно отличаются от Интернета первого поколения. Проектирование таких сетей требует не только теоретических знаний в области расчетов полос пропускания в системах с разнотипным трафиком, обеспечения качества обслуживания, безопасности, но и реального опыта работы по трансформации крупных операторских сетей.

Компания Ericsson участвует в работах по стандартизации IMS-архитектуры и имеет в своем портфеле набор решений для построения сетей связи нового поколения: системы Mobile Softswitch и Telephony Softswitch обеспечивают эмуляцию существующих услуг для операторов подвижной и проводной связи; IMS-платформа – целый набор мультимедийных сервисов. При этом модульность систем обусловливает гибкость в выборе сценария эволюции сети, а их соответствие международным стандартам и принципам построения конвергированных сетей позволяет избежать многих проблем при создании, эксплуатации и модернизации инфраструктуры.

Возможности конвергированной сети
  • Быстрое внедрение новых услуг независимо от способов доступа в сеть при минимальных согласованиях между разными операторами, службами агрегации контента и его поставщиками.
  • Операторский уровень функционирования с обеспечением QoS и конфиденциальности персональной информации.
  • Возможность предоставления мультимедийных услуг для существующих абонентов телефонной сети.
  • Единое сетевое ядро с транспортным протоколом IP, стандартизованными интерфейсами «пользователь–сеть» (UNI) и управлением сессиями на основе SIP технологии.
Поделиться:
Заметили неточность или опечатку в тексте? Выделите её мышкой и нажмите: Ctrl + Enter. Спасибо!