5.6 Выбор типа интерфейса для взаимодействия коммутаторов транспортной сети

Если расстояние между коммутаторами транспортной сети не превышает 40 км и отсутствует первичная цифровая сеть с технологией SDH, то может быть использована технология 10 GbE.

Данные таблицы 5.11 показывают, что требуемые скорости интерфейсов SW1- SW2, SW1- SW3, SW2- SW3 близки к 10 Мбит/с.

Учитывая то обстоятельство, что расстояние между коммутаторами транспортной сети может составлять десятки километров (что исключает использование интерфейсов типа Fast Ethernet), а также интенсивное развитие сетей, использующих принципы NGN, выбираем тип интерфейса 10 GbE (10 Gigabit Ethernet) [2]. железная логика – если посчитанная скорость 10 Мбит/с, то нужно брать 10 Гбит/с!!! Чтобы обеспечить дуплексный режим и высокую живучесть сети, необходимо использовать четыре оптических кабеля (два для реализации дуплексного режима и два для резервирования по схеме 1:1).

На рисунке 5.2 приведена схема зоны проектирования с обозначениями всех объектов и интерфейсов.

Библиография

1. Семенов Ю.В. Проектирование сетей связи следующего поколения. – Спб. «Наука и техника», 2005, 240 с.

2. Столлингс В. Современные компьютерные сети. 2-е издание. – М.: «Питер». 2003, 782 с.

3. Бакланов И.Г. NGN: принципы построения и организации. – М.: «ЭКОТРЕНДЗ». 2008, 399 с.

Приложение 1

Выбор технологии для транспортной сети следующего поколения

В таблице П1.1 приведен перечень протоколов сигнализации, которые используются в сетях с разными технологиями доставки информации.

Таблица П1.1. Протоколы сигнализации, используемые в сетях с разными технологиями доставки информации

Название фирмы	Lucent Tech.	Alcatel	Ericsson	Cisco	Huawei	Протей (Россия)
Протоколы IP-сети	H.323, SIP, IPDC, H.248/ MEGACO	H.323, SIP, IPDC, MGCP, H.248/ MEGACO	H.323, SIP, H.248/ MEGACO	H.323, SIP, MGCP	H.323, SIP, MGCP, H.248/ MEGACO	H.323, SIP, MGCP, H.248/ MEGACO
Протоколы сигнализации и интерфейсы ССОП	MTP, ISUP, SCCP, TCAP, PRI	ISUP, TCAP, SIGTRAN	MTP, ISUP, DSS1, V5.2	MTP, ISUP, SCCP, TCAP, PRI, CAS	ISUP, TUP, TCAP, PRI, SIGTRAN, CAS	SS7, PRI, V5.2
Поддержка IN	AIN	INAP, AIN	INAP	AIN, CORBA	INAP, RADIUS	INAP, AIN, CAMEL, RADIUS
Максимальная абонентская база/число вызовов в ЧНН	-	-	-	-	2000000/ 16000000	1000000/ 6000000

В настоящее время наиболее перспективной технологией построения мультисервисных сетей является IP/MPLS. Основным преимуществом технологии IP/MPLS в долгосрочной перспективе является более высокая степень масштабирования (scalability, extensibility) – расширяемость, возможность функционального наращивания системы путем добавления новых элементов или замены устаревших на более совершенные, без изменения архитектуры. Такими свойствами должна обладать, прежде всего, транспортная сеть. Предпочтительная область применения технологии IP/MPLS — ядро транспортной сети.

Масштабируемость означает также экономичную поддержку большого количества пользовательских потоков. Экономичность подразумевает возможность передачи через магистраль многочисленных потоков без необходимости слежения за каждым из них, то есть агрегированно. Агрегирование реализуется как в технологии ATM, так и MPLS: в ATM  это агрегирование отдельных виртуальных соединений (VCC) в общий виртуальный путь VPC, а в MPLS  агрегирование разных пользовательских потоков в общий класс доставки (Forwarding Equivalence Class, FEC) и передача их по общему пути (Label Switching Path, LSP).

При этом механизмы агрегирования в технологии MPLS более гибки и поддаются автоматизации. Если коммутатор ATM пользуется только таблицей коммутации второго уровня с идентификаторами виртуального канала (VCI) и тракта (VPI), то маршрутизатор MPLS, коммутирующий с помощью меток (Label Switched Router, LSR), имеет доступ к информации того же второго уровня, третьего (IP-адрес), четвертого (порты TCP/UDP), а часто  и прикладного.

Поэтому администратор может не конфигурировать отображение соединений виртуальных каналов (VCC) на соединения виртуальных трактов (VPC) вручную, а написать несколько правил агрегирования с учетом разных признаков трафика, в том числе и высокоуровневого, и предоставить дальнейшую работу LSR. Еще одним отличительным свойством MPLS, повышающим её масштабируемость, является неограниченное число уровней иерархии меток и, соответственно, агрегирования путей  вместо двух уровней (VPC/VCC) в технологии ATM [1].

Технологии ATM и MPLS выполняют в современных транспортных сетях одни и те же функции: создание виртуальных соединений на звеньевом уровне. Создание виртуальных соединений обеспечивает:

• дифференцированное обслуживание различных типов пользовательских потоков данных (поддержка соглашения об уровне качества услуг доставки информации – Service Level Agreement, SLA);

• оптимальное использование ресурсов на основе рационального выбора маршрутов следования потоков данных через сеть (с помощью методов управления трафиком – Traffic Engineering, TE).

В технологии ATM имеется несколько ограничителей, из-за которых ее масштабируемость не может выходить за определенные рамки. Самым принципиальным ограничителем является фиксированный и очень небольшой размер ячейки – 53 байта, 48 из которых переносят пользовательские данные. Малый размер ячейки был выбран с целью создания предсказуемых условий переноса чувствительной к задержкам голосовой информации со скоростью 155 Мбит/с в магистральной сети (скорость 155 Мбит/с была наиболее распространенной в сетях ATM в начале 90-х годов 20-го века). За прошедшие 15 лет масштабы скоростей транспортных сетей изменились, в настоящее время технологии доставки информации работают уже со скоростью 10 Гбит/с и выше.

Затраты вычислительной мощности любого пакетного коммуникационного устройства, независимо от поддерживаемой им технологии, пропорциональны количеству обрабатываемых пакетов (кадров, ячеек), а не их размеру. Поэтому производительность коммутатора ATM должна быть примерно в 100 раз больше, чем производительность маршрутизатора IP, работающего с пакетами размером 4500—5500 октетов. При этом, разница в задержке доставки вследствие различий в размере ячеек ATM и IP-пакетов не превышает наносекундных величин и не ощущается пользователями сети.

Преимущество ATM  тонкая и разнообразная поддержка дифференцированного обслуживания потоков разных типов, которая всегда рассматривалась как наиболее сильная сторона ATM. Действительно, разработчики технологии всесторонне проанализировали все типы существующих потоков данных, разделили их на классы, для каждого создали отдельную службу (CBR, rtVBR, nrtVBR, ABR и UBR), призванную наилучшим образом поддерживать доставку соответствующего вида информации.

При этом узлы сети ATM обеспечивают контроль параметров качества доставки информации по способу «из конца в конец» для каждого отдельного виртуального соединения, гарантируя высокую степень гранулированности соглашений пользователя с администрацией сети (Service Level Agreement, SLA).

Неспособность сети с технологией MPLS поддерживать качество доставки информации подобным образом очень многие считают ее слабостью и главной причиной сохранения технологии ATM в магистральных сетях. Безусловно, проблемы с поддержкой качества доставки информации в сетях с технологией IP/MPLS существуют, но дело не в том, что MPLS не может поддерживать качество доставки информации пользователя на таком же уровне, что и ATM. Сегодня еще отсутствует стандарт ITU-T и других международных органов, устанавливающий для MPLS способы поддержки качества доставки информации в соответствии с особой ролью этой технологии, предназначенной для ядра сети, а не для ее периферии.

Нужно отметить, что поддержка качества доставки информации вообще не встроена жестко в MPLS (если не считать зарезервированных 3 бит Exp в заголовке, которые ряд изготовителей сегодня использует для переноса признака приоритетности кадра). Подобное «упущение» сделано сознательно, чтобы предоставить производителям и сетевым интеграторам свободу действий и возможность применять те из имеющихся механизмов поддержки качества доставки информации, которые наилучшим образом отвечают потребностям операторов. Сегодня таким рекомендуемым механизмом является дифференцированное обслуживание (DiffServ), он разработан для сетей IP и ориентирован на работу с несколькими агрегированными классами сетевого трафика, а не с отдельными пользовательскими соединениями, как в ATM. Именно такая технология подходит для работы в ядре (core) транспортной сети.

В начале 21-го века наметилась тенденция применения связки технологий IP/MPLS в магистральной сети.

Сегодня существует два подхода к обеспечению взаимодействия сети доступа ATM с магистралью IP/MPLS:

• на третьем протокольном уровне (L3) и

• на втором (L2).

Вариант взаимодействия на третьем протокольном уровне наиболее проработан в документе RFC 2547, известном под названием «IP/MPLS VPN» или MPLS VPN третьего уровня. Собственно, здесь принципиальное значение имеет не то, какая технология второго уровня применяется в сети доступа, а то, что над протоколом второго уровня работает протокол IP со своей адресацией. Если в сети доступа используется технология ATM, то ее виртуальные соединения заканчиваются на входных интерфейсах пограничного маршрутизатора (LER), а поток ячеек ATM переводится на нужный путь LSP магистрали на основе IP-адреса назначения. В случае, когда в сети доступа прибегают к другим технологиям второго уровня (Ethernet, Frame Relay), их адресная информация также не учитывается при прохождении через магистраль. При взаимодействии сети доступа с магистральной сетью на третьем протокольном уровне потоки кадров нужно обязательно инкапсулировать в пакеты IP, что приводит к большим накладным расходам.

Альтернативно сеть доступа может взаимодействовать с магистралью IP/MPLS на втором протокольном уровне. При этом протоколы третьего уровня, например IP или IPX, вообще не участвуют во взаимодействии. Это очень важное свойство, потому что около половины пользовательских данных, переносимых сетями западных операторов, составляют не IP-пакеты, а потоки кадров SNA, IPX и потоки E1, E2, E3, E4 цифровых систем передачи телефонных сетей, инкапсулированные непосредственно в ячейки ATM или кадры FR.

При взаимодействии сети доступа с магистральной сетью на втором протокольном уровне цифровые потоки, генерируемые объектами первого или второго уровней, инкапсулируются непосредственно в кадры или ячейки второго уровня, что, соответственно, уменьшает накладные расходы. В таблице П1.2 приведены примеры вынужденной протокольной избыточности (накладных расходов) при применении различных технологий доставки информации. Протокольная избыточность определяется отношением объема протокольного заголовка и, возможно, хвостовика (L_prot) к общему объему протокольного блока данных (L_total).

Таблица П1.2 – Протокольная избыточность разных телекоммуникационных технологий

Протокольная избыточность	ATM	IP	Ethernet
Lprot/Ltotal, %	10	0,1	1,0

Для доставки потока кадров второго уровня через магистраль используются таблицы отображения адресов второго уровня на пути, коммутируемые с помощью меток (LSP). При этом адрес кадра второго уровня не отбрасывается, а запоминается и помещается в поле внутренней метки заголовка MPLS, то есть используется свойство MPLS поддерживать иерархические пути за счет иерархии меток в заголовке кадра. При выходе кадра или ячейки из магистрали IP/MPLS эта адресная информация восстанавливается, и данные доставляются к узлу назначения в соответствии с технологией, используемой в сети доступа.

Таким образом, реализуется туннелирование потока кадров второго уровня, при котором в качестве туннелей используются пути (LSP), созданные в магистральной сети. Если в сети доступа применяется технология ATM, то виртуальное соединение не заканчивается на входном устройстве магистрали, а прозрачным образом проходит через туннель MPLS и продолжается при выходе из магистрали в сети доступа к узлу назначения.

Описанные схемы взаимодействия ATM и MPLS дополняют друг друга. Применяя их вместе, оператор получает возможность доставлять через магистраль IP/MPLS как потоки IP-пакетов, так и потоки данных с другими форматами.

Одним из достоинств технологии MPLS, по сравнению с ATM, является ее способность использования практически любого формата кадров существующих технологий второго уровня — ATM, Frame Relay, PPP, Ethernet или любой иной. Поэтому технология MPLS имеет несколько разновидностей (A-MPLS, F-MPLS, P-MPLS и E-MPLS), использующих ячейки ATM, кадры Frame Relay, PPP или Ethernet соответственно.

Такая протокольная независимость IP поверх MPLS обеспечивает высокую степень гибкости и масштабируемости, необходимую в транспортной сети.

Изготовители телекоммуникационного оборудования, предопределяя развитие мультисервисных сетей на основе технологий ATM и MPLS, начали выпуск коммутаторов ATM нового поколения. Особенностью этих коммутаторов является их поддержка технологии IP/MPLS, помимо ATM. Оператор, устанавливающий эти устройства в своей сети, может в будущем перейти к IP/MPLS без замены магистральных устройств. В том случае, когда он решит поддерживать MPLS с форматом ячейки ATM (A/MPLS), ему не понадобится даже менять аппаратуру, а достаточно будет только активизировать программное обеспечение IP/MPLS, которое будет работать на тех же интерфейсных картах.

В новых коммутаторах обеспечивается полная поддержка всех функций IP, что делает их действительно мультисервисными и освобождает оператора от необходимости устанавливать в сети отдельные маршрутизаторы IP для доступа к Интернет.

Одновременная поддержка в магистральных коммутаторах технологий ATM и IP/MPLS дает возможность операторам реализовать еще одну схему их взаимодействия  смешанную. Такой подход можно назвать стратегией постепенной миграции магистрали ATM к магистрали IP/MPLS. По мере установки в сети с технологией ATM все большего количества коммутаторов нового поколения с поддержкой MPLS оператор сможет увеличить и количество путей (LSP) между пограничными маршрутизаторами домена MPLS, не отказываясь в то же время от уже используемых виртуальных соединений ATM.

При этом изготовители таких коммутаторов рекомендуют операторам начать с перевода на MPLS потоков, для которых оператор не обязан гарантировать клиентам какие-либо показатели качества доставки информации (среднюю задержку, процент потерь, джиттер).

Изучив характер трафика мультимедиа и накопив опыт использования технологии MPLS, сетевой оператор может начать перевод потоков, отнесенных к другим классам, на пути, коммутируемые с помощью меток (LSP), в том числе и потоков данных, чувствительных к задержке, доставка которых обеспечивается сегодня с помощью служб CBR и rt-VBR ATM.

На рисунке П1.1 приведены стеки протоколов профиля взаимосвязи IP/MPLS и ATM. Для обеспечения доступа к ресурсам Internet (Intranet) пользователь может применять одну из разновидностей протокола второго уровня LLC и MAC подключенной ЛВС.

Пограничный маршрутизатор LER1 (Label Edge Router) домена MPLS присваивает кадрам протокола LLC метку и направляет поток помеченных кадров по пути LSP (Label Switched Path), выбранному с помощью протокола распределения меток LDP (Label Distribution Protocol). Путь LSP проходит через сетевые объекты: LER1, LSR1, коммутатор сети с технологией ATM, LSR2, LER2.

Схема сети, в которой применяются технологиями IP/MPLS и ATM, приведена на рисунке П1.2.

Коммутатор ATM использует собственные метки (VPI, VCI) для присвоения их пакетам IP в интерфейсах LSR1 – коммутатор ATM и LSR2 – коммутатор ATM. Пакеты потока от терминала TE A к терминалу TE B проходят в пределах домена MPLS по пути LSP. В объектах домена MPLS (в коммутирующих маршрутизаторах LER, LSR и коммутаторах ATM) пакеты коммутируются с помощью меток L1, L2, L3, L4, L5. В качестве меток L2, L3, L4 используются идентификаторы виртуальных трактов VPI, применяемые в технологии ATM.

Концепция NGN

Основная задача сетей нового поколения заключается в обеспечении взаимодействия существующих и новых телекоммуникационных сетей, поддерживаемых единой инфраструктурой для передачи любых видов информации (голоса, данных, видео).

В концепции построения мультисервисной сети нового поколения (Next-Generation Network, NGN) заложена идея конвергенции (объединения) существующих сетей разных операторов и технологий (ТфОП, сетей мобильной связи и сетей с технологией IP). Конвергенция (Convergence)  процесс постепенного сближения различных технологий и служб связи с целью унификации оборудования и расширения функциональных возможностей систем и сетей.

Под термином “сеть следующего поколения” (NGN) понимают концепцию построения сетей связи, обеспечивающих предоставление неограниченного набора услуг с гибкими возможностями по их управлению, персонализации и созданию новых услуг за счет унификации сетевых решений. В состав NGN входит универсальная транспортная платформа с распределенной коммутацией.

Для построения NGN необходимы ресурсы:

• транспортные каналы и протоколы, способные транспортировать информацию любого типа (речь, видео, данные);

• средства доступа к ресурсам транспортной сети;

• разнообразные терминальные устройства, поддерживаемые сетью доступа.

Технологические решения, способные стать основой NGN, существуют уже сейчас. Требования, которым должна удовлетворять мультисервисная сеть:

• гарантированное качество обслуживания (QoS) пользователей;

• доставка информации, чувствительной к задержке, в реальном масштабе времени;

• обеспечение передачи данных с требуемой скоростью;

• централизованное управление сетью.

Для транспортной сети следует подобрать такую технологию, которая удовлетворяла бы второму и третьему требованиям.

Но при этом нельзя упускать из виду, что NGN должна "вписаться" в сегодняшнюю сетевую инфраструктуру и иметь возможность совершенствования.

Логичнее всего использовать наиболее развитую сегодня сетевую технологию Internet, использующую cтек протоколов TCP/IP. Она удовлетворяет третьему требованию и, благодаря технологии VoIP (передачи голоса по IP-сетям), отвечает второму.

Однако протокол IP не обеспечивает гарантированного качества доставки информации.

Как уже отмечалось, несомненным лидером в транспортных технологиях признается многопротокольная коммутация с помощью меток (MPLS).

Требования, предъявляемые к средствам доставки информации в мультисервисных сетях

Мультисервисная сеть обслуживает трафик всех видов служб. Предъявлять одинаковые требования к показателям качества доставки информации всех видов служб не представляется разумным по техническим и экономическим соображениям. В рекомендации ITU-T Y.1541 выделено шесть классов доставки IP пакетов, различающихся значениями показателей качества доставки.

В таблице П1.3 приведены значения показателей качества доставки информации для всех шести классов. Эти значения определяются для таких показателей:

• IPTD – задержка переноса IP пакетов,

• IPDV – вариация задержки IP пакетов,

• IPLR – доля потерянных IP пакетов,

• IREP – доля искаженных IP пакетов.

Символ "U" (первая буква в слове "Unspecified") указывает на то, что показатель для данного класса обслуживания не нормируется.

Таблица П1.3 – Показатели качества доставки информации

Класс качества доставки	IPTD 1)	IPDV 2)	IPLR	IREP
0 (приоритет 1)	100 мс.	50 мс. 3)	10-3. 4)	10-4. 5)
1 (приоритет 1)	400 мс.	50 мс. 3)	10-3. 4)
2 (приоритет 2)	100 мс.	U	10-3.
3 (приоритет 2)	400 мс.	U	10-3.
4 (приоритет 3)	1 с.	U	10-3.
5 (приоритет 3)	U	U	U	U

Примечания:

¹⁾ При большом времени распространения сигналов могут возникать сложности с соблюдением норм на среднее значение времени задержки IP пакетов для классов "0" и "2". Величины IPTD определены для максимальной длины информационного поля пакета 1500 байтов.

²⁾ Величина IPDV определяется разницей между верхней границей, в качестве которой рекомендуется 99,9% квантиль (долей), и нижней границей задержки, измеренной в течение интервала оценки. В качестве длительности этого интервала предлагается выбирать одну минуту. Все эти соображения ITU-T считает предварительными и требующими дополнительного изучения.

³⁾ Эта величина зависит от пропускной способности тракта обмена пакетами. Приемлемая величина вариации достигается в трактах с пропускной способностью 2048 Кбит/с и более, а также при длинах информационного поля пакетов менее 1500 октетов.

⁴⁾ Требования для классов "0" и "1" отчасти основано на исследованиях, показывающих, что высококачественные голосовые приложения (и соответствующие кодеки) весьма эффективны при значениях IPLR менее 10^-3.

⁵⁾ Эта величина гарантирует, что потери пакетов будут компенсированы вышестоящими уровнями и допустимы при использовании связки технологий IP/ATM.

Класс обслуживания "0" предназначен для обмена информацией в реальном времени (в частности, для речи с использованием IP технологии). Он предусматривает создание отдельной очереди с приоритетной обработкой пакетов. Для класса обслуживания "0" характерны ограничения на принципы маршрутизации (максимальное число транзитов) и допустимое расстояние между взаимодействующими терминалами (время распространения сигналов).

Интерактивность (вероятность использования диалогового режима) для класса "0" определяется как "высокая" – high. Класс обслуживания "0" может использоваться, например, для телефонной связи высокого качества (perfectly). Естественно, что тарифы за подобные услуги будут максимальными.

Класс обслуживания "1" также предназначен для обмена информацией в реальном времени, но с менее жесткими требованиями. Поэтому накладываются менее существенные ограничения на принципы маршрутизации и время распространения сигналов, чем для класса "0". Также предусматривается создание отдельной очереди с приоритетной обработкой пакетов. Класс обслуживания "1" обеспечивает хорошее (good) качество телефонной связи.

Класс обслуживания "2" ориентирован на обмен данными с высокой степенью интерактивности. К этому классу относится, в частности, сигнальная информация. Для класса обслуживания "2" характерны такие же ограничения на принципы маршрутизации и время распространения сигналов, как для класса "0". Для пакетов этого класса формируется своя очередь на обработку, которая осуществляется со вторым приоритетом. Это означает, что пакеты классов "0" и "1" имеют преимущество по обслуживанию, по сравнению с пакетами других классов.

Классу обслуживания "3", предназначенному для обмена с менее высоким уровнем интерактивности, присущи те же ограничения на принципы маршрутизации и время распространения сигналов, что и классу "1". Обслуживание пакетов этого класса должно осуществляться со вторым приоритетом. Этот класс считается приемлемым для интерактивного обмена данными.

Класс обслуживания "4" предназначен для обмена различной информацией с низкой вероятностью потери (короткие транзакции, потоковое видео и прочие). Допускаются длинные очереди пакетов на обработку, которая осуществляется со вторым приоритетом. Никакие ограничения на маршрутизацию и время доставки сообщений не накладываются.

Класс обслуживания "5" ориентирован на те IP приложения, которые не требуют высоких показателей качества доставки информации. Соответствующие пакеты формируют отдельную очередь; обслуживание осуществляется с самым низким приоритетом (в данном случае он имеет третий номер). Никакие ограничения на маршрутизацию и время доставки сообщений не накладываются. Типичным примером услуг, поддерживаемых с классом обслуживания "5", можно считать "электронную почту".

В таблице П1.4 приведен диапазон приемлемых задержек при передаче аудиоинформации в пакетной сети [7].

Таблица П1.4 – Воздействие задержек доставки на восприятие голоса

Величина задержки, мс.	Эффект, воспринимаемый пользователем
Более 600	Взаимодействие невозможно
600	Взаимодействие затруднено
250	Искажение речевого потока. Необходима адаптация к каналу связи.
100	Задержки практически незаметны
50	Взаимодействие без искажений

В тех случаях, когда при доставке информации необходимо переходить от одной технологии коммутации к другой, например, от КК к КП, то в IP сети необходимо устанавливать буфер, который сглаживает джиттер (вариацию) задержки пакетов. Обычно в этом буфере пакеты задерживаются на 10 – 20 мс. Следовательно, при четырех переходах с одной технологии на другую (NG = 4) норма на среднюю задержку IPTD (первая строчка в таблице 1.2) сокращается со 100 мс до 20 – 60 мс. Это означает, что системные принципы модернизации сетей электросвязи играют важную роль с точки зрения эффективного применения IP технологий.

Важный аспект рассматриваемой проблемы – взаимодействие с сетями мобильной связи. Широко распространенный в России стандарт GSM предусматривает низкоскоростное кодирование. Это приводит к росту задержки при обмене информацией и к некоторому ухудшению качества передачи голоса.

Каждый Оператор должен разработать свои предложения, касающиеся модернизации своей инфокоммуникационной сети.

Взаимодействие сетей

Физическая архитектура NGN включает 3 уровня (платформы), между которым используются стандартные интерфейсы, что позволяет обеспечить масштабируемость, независимость от поставщиков, сохранение инвестиций и много других выгодных для оператора связи свойств.

На рисунке П1.3 приведена физическая архитектура NGN.

Физическая архитектура сети нового поколения (NGN) включает:

• транспортную платформу. В свою очередь транспортная платформа включает следующие уровни:

  • уровень ядра транспортной сети (Core Network – CN);

  • уровень сетей доступа (Access Network – AN), отличающийся многообразием используемых технологий;

• платформу управления и сигнализации, реализуемую на базе новых программно-аппаратных комплексов;

• платформу серверов, обеспечивающих необходимый набор услуг.

Рассмотрим более детально технологии построения платформ NGN:

• транспортная платформа, включающая следующие уровни:

  • уровень ядра транспортной сети (Core Network – CN), реализуемый на базе технологий мультисервисных транспортных сетей (на данный момент наиболее проработаны технологии ATM, IP/MPLS/all, IP/VLAN/Ethernet)

  • уровень сетей доступа (Access Network – AN). Наиболее распространенными в настоящее время являются следующие технологии доступа – xDSL, ETTH, Wi-Fi, Wi-Max, PON. Многообразие технологий построения AN вызвано следующими обстоятельствами:

    • многообразием используемых сред передачи (как новых, например – оптических, ранее в сетях доступа не использовавшихся, так и старых, например – многопарных телефонных кабелей и систем узкополосного беспроводного доступа);

    • многообразием типов терминалов (от прежних примитивных, но дешевых телефонных аппаратов, до многофункциональных терминалов, обеспечивающих все услуги);

• платформа управления и сигнализации, реализуемая на базе новых программно-аппаратных комплексов, за которыми закреплено название Softswitch (гибкая система управления коммутацией);

• платформа серверов, обеспечивающих необходимый набор услуг.

В настоящее время разработаны универсальные открытые интерфейсы, позволяющие гибко настраивать взаимодействие между этими платформами.

На рисунке П1.4 приведена схема организации взаимодействия сетей.

Рисунок П1.4  Схема организации взаимодействия сетей

На рисунке П1.5 [10] приведен состав компонентов, входящих в Softswitch, и нумерация поддерживаемых протоколов. В таблице П1.5 приведены интерфейсы и протоколы оборудования Softswitch.

Рисунок П1.5  Состав компонентов, входящих в Softswitch, и нумерация поддерживаемых протоколов

Таблица П1.5  Интерфейсы и протоколы оборудования Softswitch

Интерфейсная точка	Интерфейс	Протокол
1,2	- Ethernet (10 BaseT, 10 BaseF), - Fast Ethernet (100 BaseTX, 100BaseFX, 100 BaseFL), - Gigabit Ethernet (1000 BaseTX, 1000 BaseCX, 1000 BaseLX, 1000 BaseLH, 1000 Base SX), - Token Ring, - FDDI, CDDI, - сети передачи данных (V.10, V.11, V.24, V.28, V.35, X.21, X.21bis, E1ПЦИ), - xDSL	- IP, UDP, TCP, - TCAP, SIP, XML
3		- IP, TCP, - SIP, RAS, H.225, H.245
8		- IP, UDP, - MGCP
10		- IP, UDP, TCP, - RAS, H.225, H.245, MGCP, MEGACO
4,5		- IP, TCP, - SIP
6,14		- IP, UDP, TCP, - RAS, Н.225, H.245, MGCP, MEGACO, SIGTRAN (IUA, V5UA, M3UA)
7		- IP, UDP, TCP, - RAS, H.225, H.245, SIGTRAN (V5UA, M3UA)
9		- IP, TCP, - RAS, H 225, H 245, SIP
15		- IP, TCP, - RAS, H 245
16		- RTP
11	- 2-х проводная аналоговая телефонная линия, - ISDN BRI	- частотный набор (DTMF) - DSS1
12	- 2-х проводная аналоговая телефонная линия; - ISDN BRI; - ISDN PRI; - Е1 ПЦИ, ЕЗ ПЦИ, STM-N СЦИ	- частотный набор (DTMF); - DSS1
13		- ОКС №7.

Классификация оборудования, реализующего функции гибкого коммутатора (Softswitch)

Виды оборудования:

1.1 Оборудование, реализующее функции гибкого коммутатора, представляет собой масштабируемый программно-аппаратный комплекс, построенный в соответствии с архитектурной концепцией SoftSwitch [11]. В общем случае, комплекс оборудования гибкого коммутатора включает в себя следующие устройства (рисунок П1.5):

• шлюз (Media Gateway, MG), реализующий функции преобразования потока речевой информации в пакеты IP, взаимодействия с ССОП, маршрутизации пакетов IP;

• устройство управления вызовами (Media Gateway Controller, MGC), реализующее функции управления устройствами, входящими в состав гибкого коммутатора;

• конвертер протокола SIP (SIP Proxy), реализующий функции взаимодействия устройств, входящих в состав гибкого коммутатора с устройствами, работающими по протоколу SIP;

• шлюз сигнализации (Signaling Gateway, SG), реализующий функции взаимодействия устройств, входящих в состав гибкого коммутатора с сетью ОКС N 7;

• сервер приложений (Application Server, AS), реализующий функции создания, управления и предоставления дополнительных видов обслуживания.

1.2 Устройства, входящие в состав SoftSwitch, могут совмещать несколько функций из перечня, определенного в пункте 1.1. Взаимодействие отдельных устройств осуществляется через сеть с коммутацией пакетов.

1.3 Устройства, входящие в состав SoftSwitch, могут быть реализованы как специализированное оборудование или на базе специализированного компьютера (например, сервера в промышленном исполнении), оснащенного соответствующими аппаратными и программными средствами.

1.4 Оборудование, входящее в состав SoftSwitch, имеет два вида интерфейсов:

• внутренние интерфейсы, предназначенные для взаимодействия устройств, входящих в его состав (интерфейсы 1-8);

• внешние интерфейсы для взаимодействия с оконечным оборудованием пользователя или телекоммуникационными сетями (интерфейсы 9-13).

1.5 К SoftSwitch могут подключаться следующие типы терминалов:

• аналоговый телефонный аппарат;

• персональный компьютер, оснащенный соответствующими средствами;

• специализированный абонентский терминал (IP-телефон).

1.6 К телефонной сети SoftSwitch может подключаться по следующим интерфейсам и протоколам:

• по абонентским аналоговым интерфейсам;

• по абонентским цифровым интерфейсам ISDN PRI и ISDN BRI;

• по межсетевому интерфейсу ОКС N 7 с применением межсетевого экрана (firewall), входящего в состав ССОП.

1.7 Перечень возможных интерфейсов (внешних и внутренних) и протоколов, реализованных в оборудовании SoftSwitch, перечислен в таблице П1.4 (нумерация интерфейсных точек соответствует рисунку П1.5).

1.8 Устройства, входящие в состав оборудования SoftSwitch, могут устанавливаться на объектах связи ВСС России.