ЦСИО_ОО_Лекция 06_Softswitch. Обзор протоколов.ppt

Краткий обзор протоколов

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

IPCC (International Packet Communication Consortium) предложены сетевые конфигурации на базе

программных коммутаторов Softswitch.

1. Softswitch – это сетевая архитектура, которая включает в себя MG, MGC, SG и пр. Softswitch – это идеология построения системы управления в сетях NGN.
2. Softswitch – это одно из сетевых устройств, которое является носителем интеллектуальных возможностей сети и выполняет следующие функции:
- управляет обслуживанием вызовов. Это гарантирует, 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;
- управляет транспортными шлюзами и шлюзами доступа;
- координирует обмен сигнальными сообщениями, т.е. поддержка функций сигнального шлюза. Т.е. координирует действия, обеспечивающие соединение с сигнальными сетями и преобразует информацию в сообщениях, чтобы они были понятны на обеих сторонах несхожих сетей.

эталонной архитектуре Softswitch, разработанной консорциумом IPCC, выделяются четыре функциональные плоскости:

- транспортная;
- управления обслуживанием вызова и сигнализации;
- услуг и приложений;
- эксплуатационного управления.

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;

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.

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 вызовов Call 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.

Softswitch сети 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 MGC могут использоваться разные системы сигнализации: H.323, SIP, BICC.
Термин контроллер транспортного шлюза MGC является синонимом Softswitch - как устройства.

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.

обмена информацией между различными элементами сети.

Задачи протоколов сигнализации:

● Установление сессий (Location Service, AAA (Authentication, Admission, Accounting) Service).
● Управление во время сессии (Смена кодеков, Добавление участников сессии, Переадресация).
● Завершение сессии (Конец сессии).

Основные типы сигнализации, используемые Softswitch:
- сигнализация для управления соединениями (SIP, ОКС№7, H.323);
- сигнализация для взаимодействия Softswitch между собой (SIP, BICC);
- сигнализация для управления шлюзами (протоколы MGCP, MEGACO/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, поверх IP.

Структура сети на основе Softswitch

RTP (англ. Real-Time Protocol) – протокол реального времени для

передачи потоковых данных – транспортный протокол, реализованный на прикладном уровне.

Протокол RTP зависит от двух подпротоколов:
1. Протокол контроля (RTCP) используемый для определения качества обслуживания (QOS), обратной связи и синхронизации между медиа-потоками.
2. Управляющий сигнальный протокол (SIP, H.323, MGCP или H.248). Сигнальные протоколы управляют открытием, модификацией и закрытием RTP-сессий между устройствами и приложениями реального времени. RTP-сессия устанавливается для каждого потока мультимедиа. Например, аудио и видео потоки будут иметь различные RTP-сессии, позволяющие приемнику для этого выделить конкретный поток.

указывает версию протокола. Текущая версия — 2.
2 — P

(один бит) используется в случаях, когда RTP-пакет дополняется пустыми байтами на конце.
3 — X (один бит) используется для указания расширений протокола, задействованных в пакете.
4-7 — CC (4 бита) содержит количество CSRC-идентификаторов, следующих за постоянным заголовком.
8 — M (один бит) используется на уровне приложения и определяется профилем. Если это поле установлено, то данные пакета имеют какое-то особое значение для приложения.
9-15 — PT (7 бит) указывает формат полезной нагрузки и определяет её интерпретацию приложением.
64-95 — SSRC указывает источник синхронизации.
96-127 — CSRC-идентификаторы источников данных.

SoftSwitch // СПб.: BHV. 2006.

Л2. Гольдштейн Б.С., Пинчук А.В.,

Суховицкий А.Л. IP-телефония // М.: Радио и связь. 2001, 2003, 2006.

Л3. Джонатан Дэвидсон, Джеймс Питерс и др. Основы передачи голосовых данных по сетям IP, 2-е изд.: Пер. с англ. – М.: Вильямс. 2007.