Самостоятельная работа 5 Интеллектуальные услуги

1 Цель работы:

1.1 Изучение принципов построения и функционирования интеллектуальной сети и получение практических навыков по расчету ее характеристик.

2 Литература:

2.1 Лихтциндер Б.Я., Кузякин М.А., Росляков А.В., Фомичев С.М.

Интеллектуальные сети связи. – М.: Эко-Трендз, 2000.

2.2 Саморезов В.В. Интеллектуальные сети связи. Использование внешних SSP / Методические рекомендации к лабораторным работам и практическим занятиям. – С-Пб.: СПбГУТ, 2003.

2.3 РД 45.120-2000. Нормы технологического проектирования. Городские и сельские телефонные сети. - М.: ЦНТИ «Информсвязь», 2000.

3 Задание:

3.1Вопросы для самопроверки:

1 Какие базовые элементы входят в архитектуру интеллектуальной сети?

2 В чем разница между внутренним и внешним SSP? Как подключается внешний SSP к сети?

3 Какие услуги входят в набор CS-1rus, внедряемый в России?

4 Какая нумерация используется для доступа к услугам интеллектуальной сети?

5 Поясните процесс предоставления услуги «Бесплатный вызов».

6 Поясните процесс предоставления услуги «Вызов с дополнительной платой».

7 Поясните процесс предоставления услуг с использованием карт оплаты.

8 Поясните процесс предоставления услуги «Телеголосование».

9 Поясните методику расчета нагрузки на SSP.

10 Поясните методику расчета числа звеньев сигнализации между SSP и SCP.

3.2. Индивидуальные задания

1 Рассчитать нагрузку, поступающую на SSP в соответствии исходными данными, приведенными в таблице (номер варианта соответствует последней цифре номера зачетной книжки).

2 Рассчитать число звеньев сигнализации ОКС №7 между SSP и SCP.

4 Методические указания

4.1 Принципы построения интеллектуальной сети

Классическая архитектура интеллектуальной сети (ИС) включает следующие базовые элементы (рисунок 1):

Рисунок 1- Архитектура интеллектуальной сети

SSP (Service Switching Point) – узел коммутации услуг, который обеспечивает доступ абонентов телефонной сети общего пользования (ТфОП) к услугам ИС. Основная функция SSP – обнаружение вызовов к ИС.

Функции SSP универсальны и не зависят от вида услуги.

IP (Intelligent Peripheral) – интеллектуальная периферия, внешнее информационное оборудование, позволяющее упростить предоставление услуг ИС (речевые интеллектуальные автоинформаторы). SCP (Service Control Point) – узел управления услугами, который по запросу SSP выполняет все действия по логике обработки услуги, а также возвращает результат обработки в SSP для дальнейшей обработки телефонных вызовов в ТфОП. SCP содержит базы данных реального времени

Для разных услуг могут быть разные SCP.

SMS (Service Management System) - система администрирования (менеджмента) услуг, позволяющая администрации интеллектуальной сети осуществлять управление услугами (изменение алгоритмов предоставления услуг, введение новых услуг, изменение правил тарификации услуг и др.).

Одним из обязательных элементов ИС является узел коммутации услуг SSP. Возможны два основных варианта его построения:

1 Использование встроенной в некоторые современные цифровые АТС функциональности SSP. В этом случае каждая станция ТфОП выполняет функции SSP и связывается с SCP через сеть ОКС №7 по протоколу INAP-R. Такой вариант обеспечивает высокую производительность ИС, однако требует больших финансовых затрат. К тому же этот вариант не применим при наличии на сети электромеханических АТС или даже цифровых, не реализующих функции SSP.

2 Использование внешних SSP, которые подключаются практически к любому типу АТС посредством цифровых трактов Е1. Внешний SSP имеет два интерфейса: один – для связи с АТС по различным протоколам сигнализации (ISUP, EDSS-1, R1,5 и др.), и второй – для связи с SCP по протоколу INAP-R. Установка внешнего SSP дешевле, чем замена версии программного обеспечения АТС для реализации SSP (иногда более чем в 2 раза).

На настоящем этапе развития ИС в России на каждой местной сети SSP целесообразно размещать на АМТС. Такой SSP будет обрабатывать вызовы от абонентов всего региона, обслуживаемого данной АМТС. Доступ к услугам осуществляется через ЗСЛ. В некоторых случаях целесообразно SSP совмещать с SCP (такой узел называют SSCP).

На последующих этапах развития ИС при росте числа предоставляемых интеллектуальных услуг и спроса на эти услуги функциями SSP могут быть оборудованы транзитные узлы сети (УИВС) или даже крупные АТС.

На начальной этапе внедрения ИС в России должны быть внедрены следующие услуги из набора CS-1rus:

1 Бесплатный вызов (Freephone – FPH).

2 Вызов по предоплаченной карте (Prepaid Calling Card – PCC).

3 Вызов по кредитной карте (Credit Calling Card – CCC).

4 Вызов с дополнительной оплатой (Premium Rate – PRM).

5 Телеголосование (Televoiting – VOT).

Для нумерации данных и других перспективных услуг ИС используются негеографические коды DEF 8-ой сотни 8ХХ вида:

DEF x1 x2 x3 x4 x5 x6 x7,

где DEF – негеографические коды услуг в соответствии с таблицей 1;

x1 x2 x3 x4 x5 x6 x7 – 7-ми значный логический номер абонента услуги, назначаемый оператором ИС.

Таблица 1 - Нумерация услуг ИС

4.2 Использование протокола INAP-R для услуг ИС

4.2.1 Услуга «Бесплатный вызов»

Простейший вариант услуги «Бесплатный вызов» или Freephone представляет собой возможность преобразования логического номера (например, 8-800-111-1111) в физический. Это преобразование зависит от логики, заложенной в SCP (рисунок 2)

Рисунок 2- Сценарий обмена сообщениями протокола INAP-R для услуги

«Бесплатный вызов»

Абонент ТфОП набирает номер интеллектуальной услуги «Бесплатный вызов». Средствами ТфОП вызов доводится до телефонной станции, выполняющей функции SSP. После приема вызова SSP анализирует номер и определяет, что вызов относится к интеллектуальной услуге. Он формирует сообщение протокола INAP InitialDP (первичная точка обнаружения), означающее, что обнаружено обращение к интеллектуальным услугам. В нем SSP указывает следующие параметры: тип услуги, определяемый из номера вызываемого пользователя (код 800); сам номер и номер вызывающего пользователя. Узел SCP, обрабатывая данное сообщение, решает, каким образом преобразовать полученный номер в физический, по которому затем SSP будет устанавливать телефонное соединение.

Преобразовав номера, SCP посылает сообщение протокола INAP-R FurnishCharginglnformation (доставка информации об учете стоимости). После приема этого сообщения SSP в конце успешного вызова должен сформировать запись о вызове (CDR - Call Detail Record), в которой указываются номера вызываемого и вызывающего пользователей, длительность вызова, тариф и т.д. На основании этой записи биллинговая система будет формировать счет на оплату услуг. Параметры сообщения Furnish Charginglnformation используются в качестве полей записи CDR. SCP с помощью сообщения RequestReportВSCM указывает SSP на то, чтобы он сообщил ему информацию об окончании вызова.

Таким образом, после приема сообщения FurnishCharginglnformation узел SSP готов к учету стоимости, он знает все необходимые данные для тарификации. SCP посылает сообщение Connect с физическим номером вызываемого пользователя, по которому SSP устанавливает соединение. После того, как вызываемый абонент завершит вызов, об этом сообщается SCP в операции EventReportBCSM, который и завершает сеанс связи посредством операции ReleaseCall.

4.2.2 Услуга «Вызов зa дополнительную плату»

Процедуры обмена сообщениями в случае предоставления услуги «Вызов за дополнительную плату» (PRM) аналогичны процедурам услуги «Бесплатный вызов». В сообщении FurnishCharginglnformation, кроме тарифа, указываются величина надбавки к стоимости вызова и информация, что за вызов должен оплатить вызывающий абонент. Таким образом, вызывающий пользователь платит за услугу по повышенному тарифу.

4.2.3 Услуги с использованием карт оплаты

Данные услуги можно разделить на две категории. В первой услуге ис-пользуется учет стоимости не в реальном масштабе времени (off-line billing).

При этом учет стоимости осуществляется только по окончании соединения, а услуги могут предоставляться в кредит. Во второй услуге учет стоимости выполняется в реальном масштабе времени (on-line billing), при котором вычисление стоимости ведется одновременно с разговором. В этом случае возможно принудительное разъединение соединения по истечении для данной карты лимита стоимости. Услуга «Вызов по предоплаченной карте» (РСС) позволяет пользователю оплачивать услуги связи со счета, который соответствует купленной заранее карте. Организация услуг федерального уровня предоставляет возможность приобрести карту в одном городе, а производить звонки в другом. Тарификация вызовов будет зависеть от географического положения пользователя и номера вызываемого абонента. Узел SCP содержит базу данных карт, в которой содержатся PIN-коды и число единиц, которыми располагает владелец карты по набранному пользователем PIN-коду. SCP вычисляет остаток на карте в единицах оплаты и посылает это значение на SSP в сообщении ApplyCharging. Кроме того, в этом сообщении указывается тариф, по которому должен быть произведен учет стоимости. Если один из участников разговора положил трубку до истечения лимита, SSP посылает сообщение ApplyChargingReport с указанием числа потраченных единиц оплаты SCP на основании этой информации производит соответствующую запись в базе данных карт. В случае истечения лимита до окончания разговора SSP разрывает установленное соединение, а в сообщении ApplyChargingReport также указывает число потраченных единиц оплаты (рисунок 3).

Услуга Вызов по расчетный карте (АСС) отличается от предыдущей наличием расчетного счета, с которого оплачиваются услуги интеллектуальной сети. Процедура обмена сообщениями протокола INAP-R аналогична услуге РСС. SCP в специальном поле сообщения FurnishCharginglnformation может указать номер расчетного счета, который SSP поместит в запись о вызове CDR. За дополнительные операции (смена PIN-кода и подобные) взимается плата.

Для реализации услуги «Вызов по кредитной карте» (ССС) оператору интеллектуальной сети необходимо соглашение с коммерческой кредитной организацией или банком. Должна быть предусмотрена возможность связи интеллектуальной платформы с банком для учета стоимости вызовов.

Рисунок 3- Сценарий обмена сообщениями протокола INAP-R для услуг «Вызов по предоплаченной карте» и «Вызов по расчетной карте»

Технологически с точки зрения протокола INAP-R все услуги, использующие карты оплаты, одинаковы. Отличие заключается в месте хранения кредита: либо он содержится в базе данных, либо на расчетном счете пользователя (локально или в банке). После приема вызова SSP сообщает о нем с помощью сообщения InitialDP (рисунок 3). Для проигрывания подсказок (например, «Введите PIN-код») необходимо, чтобы SSP подключился к голосовому информатору (интеллектуальной периферии). Для этого SCP посылает сообщение ConnectToResource. Кроме того, если пользователь положит трубку, SCP просит сообщать об этом с помощью сообщения RequestReport BCSMEvent. SSP проигрывает пользователю подсказку «Введите PIN-код» (сообщение PromptAndCollectUserInfo) и передает набранные цифры на SCP (сообщение PromptAndCollectUserlnfoResult). Если PIN-код правильный, SSP запрашивает и принимает номер вызываемого пользователя. После того как становится известно, куда пользователь хочет сделать вызов, SCP просит сообщить в конце вызова его статистику (длительность, время начала и т.д.) с помощью сообщения CallInformation-Request, а также все изменения в состоянии (отбой любого из абонентов, неответ, занятость и т.д.) с помощью сообщения RequestReportBCSMEvent. Для тарификации вызова используются вышеописанные операции. Затем операцией Connect SCP указывает SSP установить соединение с вызываемым пользователем. После того как вызываемый пользователь положит трубку, об этом сообщается SCP (сообщение EventReportBCSM). Статистика вызова передается в сообщении CallInformationReport, а истраченные единицы оплаты - в сообщении ApplyChargingReport, затем SCP разрывает соединение с вызывающим пользователем (сообщение ReleaseCall).

4.2.4 Услуга «Телеголосование»

Услуга «Телеголосование» требует от интеллектуальной платформы обработки большого числа вызовов. Для этого узел SCP программирует SSP на прием определенных вызовов (например, 8 803 222 3344), посылая на него специальное сообщение протокола INAP-R, после чего SSP переходит в режим фильтрации вызовов. При поступлении вызовов с заданным критерием SSP сообщает о них на SCP и проигрывает абоненту определенную подсказку (например, «Ваш голос учтен, спасибо за звонок»). SSP может указать время начала и конца голосования, критерий фильтрации поступающих вызовов и т.д. На SCP ведется статистика поступающих вызовов, при необходимости могут составляться графические диаграммы, таблицы и т.д. Примером таких графических диаграмм являются результаты голосования на телеэкранах, которые уже давно завоевали популярность телезрителей.

Рисунок 4- Сценарий обмена сообщениями протокола INAP-R для услуги

«Телеголосование»

Перед началом голосования SCP программирует SSP с помощью сообщения ActivateServiceFiltering (рисунок 4). Он сообщает, как обрабатывать поступающие вызовы. Пусть, например, каждый третий вызов является особым, т.е. каждому третьему пользователю проигрывается специальная подсказка (например, «Ваш звонок является выигрышним»), а всем остальным обычная (например, «Спасибо за звонок Ваш голос учтен»).

При поступлении «особых» вызовов SSP сообщает о них SCP (сообщение IntialDP). Далее проигрывается специальная подсказка (реализуются сообщениями ConnectToResource – PlayAnnouncement – SpecializedResourceReport - DisconnectForwardConnection). Остальные вызовы «слушают» подсказку от SSP без участия SCP.

4.3 Расчет нагрузки на SSP

Необходимая производительность SSP оценивается по величине трафика, создаваемог пользователями ИС. Нагрузка, создаваемая пользователями ИС, зависит от числа типов вводимых интеллектуальных услуг и удельной нагрузки по каждому такому типу услуги. В соответствии с РД 45.120-2000 [3] нагрузка на SSP Y SSP определяется по следующей формуле:

(1)

где Ni - число пользователей i-ой услуги ИС;

yi – удельная нагрузка, создаваемая пользователем на i-ю услугу ИС,

выз/час;

К – число вводимых услуг ИС.

Число пользователей i-ой услуги Ni можно определить о формуле:

Ni = М Рi, (2)

где М – количество всех абонентов в сети;

Рi - доля абонентов сети, пользующихся i-ой услугой.

Удельные нагрузки, создаваемые пользователями по каждой из услуг, определяются по статистическим данным. На начальном этапе внедрения услуг ИС удельные нагрузки могут быть рассчитаны по следующей формуле:

yi=Сi ti/3600, (3)

где Сi - удельная интенсивность вызовов i–ой услуги, выз/час;

ti - средняя продолжительность занятия i–ой услуги, с.

Параметры удельного трафика для услуг из набора CS-1rus приведены в РД 45.120-2000 [3] (таблица 2).

Таблица 2- Параметры удельного трафика ИС

Расчет числа звеньев сигнализации между SSP и SCP

Количество звеньев сигнализации ОКС№7, необходимых для соединения SSP и SCP в ИС, рассчитывается по следующему алгоритму:

1 Определяется среднее число транзакций INAP-R в секунду, передаваемых в одном направлении по звену ОКС№7 (интенсивность транзакций):

, (4)

где n_трi - среднее число транзакций на один вызов i–ой услуги;

Ni - число пользователей i-ой услуги;

Сi – удельная интенсивность вызовов, создаваемая пользователем i-ой услуги, выз/час;

К – число вводимых услуг ИС (на первом этапе в России равно 5).

На основании анализа протокола INAP-R для услуг из набора CS-1rus справедливы следующие значения среднего числа транзакций на один вызов каждой услуги n_трi :

2 Количество звеньев сигнализации ОКС№7 между SSP и SCP равно:

(5)

где Lтр – средняя длина одной транзакции, байт;

_окс – коэффициент загрузки звена ОКС№7 (в нормальном режиме работы равен 0,2);

Vокс – скорость передачи данных в звене сигнализации (равна 6400 бит/с);

8 – коэффициент пересчета байтов в биты;

max ]Х[ - округление значения Х до целого числа в максимальную сторону.