Слайд 1Лекція 15. Сценарії переходу до мереж NGN
Доц., к.т.н. Григоренко О.Г.
Слайд 2Основні питання
Умови застосування NGN
Стратегії використання NGN
Слайд 3Шляхи побудови мереж NGN
Завдання побудови мережі NGN довгострокове, що вимагає
переходу від мережі з комутацією каналів до мережі з комутацією
пакетів, від централізованої комутації - до розподіленої, від вузького спектра базових послуг - до мультисервісної мережі.
Крім того, ці зміни позначаються на бізнес-моделі операторів зв'язку. На зміну абонентській платі і платі за послугу мовного виклику як основних джерел отримання прибутку приходять альтернативні джерела доходу, одержувані від взаємодії з новими гравцями ринку: провайдерами прикладних послуг та інформаційного контенту, операторами мереж доступу і кінцевими брокерами, що формують пакет послуг для різних груп користувачів.
В цілому, можливі два шляхи побудови мереж NGN - революційний і еволюційний.
Слайд 4Шляхи побудови мереж NGN
При еволюційному шляху відбувається плавний перехід (міграція)
від існуючих мереж до мереж NGN за допомогою внесених змін
і поступового розвитку технологій і послуг.
Цей шлях вимагає менших витрат, так як дозволяє зберігати інвестиції в раніше встановлене мережеве обладнання. Однак при цьому процес переходу до NGN займає чимало часу, протягом якого доступні не всі послуги NGN і не всім користувачам.
Революційний шлях характеризується зміною парадигм мереж шляхом швидкої заміни старих технологій і устаткування на нові.
Для реалізації такого шляху потрібні значні фінансові витрати, однак мережа відразу дозволяє реалізувати весь спектр послуг NGN.
Слайд 5Шляхи побудови мереж NGN
В Україні можливим вирішенням завдання створення мереж
NGN є плавна міграція, при якій зберігається функціональність існуючих мереж
і в той же час стає можливим надання нових послуг.
При цьому найголовнішим є визначення стратегічних кроків розвитку існуючих мереж зв'язку, при реалізації яких повинні переслідуватися наступні цілі:
поділ функцій транспорту, менеджменту, послуг і управління;
зниження витрат при будівництві та експлуатації мережі;
максимальне використання функціональності існуючих мереж зв'язку;
досягнення якості обслуговування QoS, яку можна порівняти з QoS для існуючих мереж;
оптимальне використання нових технологій;
швидке впровадження нових послуг і технологій, які дозволили б використовувати нові додатки;
забезпечення механізмів, які дозволили б найбільш ефективно використовувати додатки і мережеві ресурси.
Слайд 6Шляхи побудови мереж NGN
Для послуг тільки традиційної телефонії система NGN
в принципі неефективна і нічого крім нових витрат не принесе.
В даний час багато хто помилково вважає, що пакетні мережі з легкістю замінять телефонні мережі. Але це не так, оскільки в телефонії інші вимоги до продуктивності і якості роботи мережі, адже ця послуга діє в реальному часі
Оскільки міграція представляється еволюційним процесом, і різні мережі будуть еволюціонувати по-різному, необхідно розглянути різні підходи при міграції.
При міграції до NGN телефонна мережа загального користування повинна розглядатися в першу чергу, оскільки це найбільша мережа, і в неї вливаються найбільші фінансові потоки. В результаті досліджень повинні бути визначені покрокові шляхи міграції ТМЗК до NGN. При цьому необхідно розглядати питання транспорту, менеджменту, сигналізації та управління.
Слайд 7Шляхи побудови мереж NGN
Для інших мереж, таких як наземна мобільна
мережа загального користування, необхідно також розробити стратегії їх міграції до
мережі NGN
Основний елемент інфраструктури NGN - обладнання мереж з комутацією пакетів.
За кордоном NGN-технології реалізуються поступово, в проектах невеликого масштабу, так як перед операторами не стоїть завдання модернізації магістральної мережевої інфраструктури, що має достатню пропускну здатність і реалізована в більшій мірі на базі пакетних технологій.
Слайд 8Можливі сценарії міграції мереж і послуг
Сценарій заміщення існуючої ТМЗК на
мережу NGN базується на повній заміні всієї існуючої інфраструктури ТМЗК
на IP-інфраструктуру.
На першому етапі здійснюється установка гнучкого комутатора і медіашлюзів замість АТС і емуляція послуг ТМЗК користувачам телефонної мережі
Далі здійснюється впровадження нових послуг, характерних для мережі NGN.
На третьому етапі в мережу включаються компоненти підсистеми IMS і розширюється спектр послуг, що надається
На заключному етапі відбувається побудова повномасштабної мережі на базі технології IMS з повною міграцією послуг і користувачів в цю мережу.
Слайд 9Сценарій заміщення існуючої мережі ТМЗК на мережу NGN
Слайд 10Можливі сценарії міграції мереж і послуг
Сценарій накладення мережі NGN на
існуючу мережу TDM передбачає створення паралельно з існуючою мережею ТМЗК
елементів мережі на базі підсистеми IMS, які дозволяють надавати нові послуги
Надалі відбувається розширення мережі IMS, і на третьому етапі вона повністю замінює мережу ТМЗК, емулюючи її послуги користувачам.
На фінальній стадії відбувається повна міграція послуг і користувачів в мережу IMS.
Комбінований сценарій (IMS + емуляція + накладення) є комбінацією перших двох сценаріїв. Тут одночасно впроваджується обладнання гнучкого комутатора і обладнання на базі підсистеми IMS.
При цьому для користувачів мережі ТМЗК здійснюється емуляція традиційних телефонних послуг.
У міру розширення мережі IMS відбувається міграція послуг і користувачів в цю мережу. Характерною особливістю даного сценарію є досить тривале (на перших двох етапах міграції) співіснування паралельно двох інфраструктур: TDM і IP
Слайд 11Сценарій накладення мережі NGN на існуючу мережу TDM
Слайд 13Реалізація сценаріїв переходу до мереж NGN
Міграція мережі, побудованої на базі
гнучкого комутатора
Гнучкий комутатор (softswitch) (в документах МСЕ-Т званий сервером обробки
викликів - Call Server, CS) є базовим елементом при емуляції послуг ТМЗК / ISDN.
Він відповідає за управління викликами, шлюзами мережі (шлюзом доступу, медіашлюзом і пакетним шлюзом), медіаресурсами, маршрутизацією, ідентифікацією користувачів і їх авторизацією.
Гнучкий комутатор при взаємодії з вузлом управління послугами (SCP) і сервером додатків (AS) дозволяє надавати основні послуги ТМЗК / ISDN, додаткові послуги та послуги з доданою вартістю.
Слайд 14Реалізація сценаріїв переходу до мереж NGN
Гнучкий комутатор може виконувати функції
різних пристроїв:
комунікаційного сервера доступу (Access Call Server, ACS) - гнучкий
комутатор забезпечує управління шлюзом доступу і ресурсами мережі, дозволяючи, таким чином, надавати базові та додаткові послуги PSTN / ISDN;
проміжного сервера обробки викликів (Breakout Call Server, BCS) - гнучкий комутатор забезпечує функції взаємодії між мережами PSTN / ISDN;
комунікаційного сервера мережевого обміну (Interworking Call Server, ICS) - гнучкий комутатор забезпечує можливість взаємодії між компонентами системи емуляції ТМЗК / ISDN і мультимедійними IP-компонентами в межах одного домену NGN;
комунікаційного шлюзу (Gateway Call Server, GCS) - гнучкий комутатор забезпечує можливість взаємодії доменів NGN різних операторів.
Слайд 15Реалізація сценаріїв переходу до мереж NGN
Підготовчий етап. Об'єднання місцевих і
віддалених станцій при міграції до NGN
На підготовчому етапі деякі місцеві
станції (Local Exchange, LE) виключаються з ТМЗК / ISDN мереж і вся їх функціональність розподіляється між рештою станцій.
Всі призначені для користувача модулі доступу ((User Access Module, UAM), ВПАТС (Private Automatic Branch eXchange, PABX) і мережі доступу (Access Network, AN) також під’єднуються до решти місцевих станцій.
При подальшій міграції UAM стають віддаленими призначеними для користувача модулями доступу ( (Remote User Access Module, RUAM).
Сценарій 1 - ТМЗК / ISDN і NGN співіснують на початковій стадії
Найкращий сценарій міграції до NGN передбачає співіснування мереж ТМЗК / ISDN і NGN в перехідний період (рис.). Міграція при цьому підході здійснюється за два кроки:
Слайд 16Реалізація сценаріїв переходу до мереж NGN
Крок 1. На цьому етапі
деякі місцеві станції замінюються шлюзами доступу (AG).
Вся функціональність LE
(Local Exchange) при цьому переноситься на шлюзи доступу і гнучкий комутатор, а все, що звільнилося RUAM, UAM, УПАТС (РАВХ) безпосередньо приєднується до AG.
Для взаємодії NGN з транзитними вузлами існуючих мереж (ТE – Transit Exchange) використовуються транзитні і сигнальні шлюзи (TG і SG).
Шлюзи доступу і транзитні шлюзи повністю контролюються гнучким комутатором CS.
Крок 2. На цьому кроці місцеві станції, що залишилися, замінюються шлюзами доступу.
Транзитні шлюзи видаляються з мережі, і при цьому їх функції управління передаються в CS.
TG і SG використовуються для взаємодії між NGN та мережами ТМЗК / ISDN.
AG і TG управляються гнучким комутатором
Слайд 17Підготовчий етап для міграції до NGN
Слайд 19Реалізація сценаріїв переходу до мереж NGN
Сценарій 2 - використання SG
і TG на початковій стадії
Крок 1. На цьому кроці мережі
ТМЗК / ISDN замінюються на пакетну мережу NGN. Функції ТЕ переносяться на TG і SG під керуванням гнучкого комутатора CS. Місцеві станції (LE) з'єднуються з NGN через транзитні і сигнальні шлюзи (TG і SG).
Крок 2. На цьому кроці місцеві станції і деякі елементи доступу, такі як UAM і RUAM виключаються і всі їх функції переносяться на AG і CS. При цьому РАВХ безпосередньо з'єднується з AG. Для взаємодії між NGN та мережами ТМЗК / ISDN використовуються TG і SG. AG і TG управляються гнучким комутатором CS.
Сценарій 3 - однокроковий підхід
У даному сценарії мережі ТМЗК / ISDN замінюються на NGN за один крок. Місцеві станції (LE) замінюються шлюзами доступу (AG) і вся їх функціональність переноситься на AG і CS. Наприклад, ведення обліку та управління викликами переноситься на гнучкий комутатор CS. Всі пристрої доступу, такі як UAM, RUAM і РАВХ з'єднуються з AG. У такій мережі TG управляються гнучким комутатором CS. SG застосовуються для забезпечення функціональності ТЕ і організації взаємодії між мережами NGN та ТМЗК / ISDN
Слайд 22Реалізація сценаріїв переходу до мереж NGN
Міграція мережі, побудованої на базі
підсистеми IMS
На рис. наведено сценарій, де мережі ТМЗК / ISDN
еволюціонують до NGN, базуючись на IMS-архітектурі базової мережі.
Кінцеві користувачі отримують доступ до мережі, використовуючи кінцеве обладнання NGN або існуюче обладнання, яке з'єднується через AG. TG і SG використовуються для взаємодії між NGN та мережами ТМЗК / ISDN
Архітектура IMS підтримує надання користувачам мультимедійних послуг і забезпечує симуляцію більшості послуг мереж ТМЗК / ISDN.
Симуляція полягає в наданні послуг ТМЗК / ISDN на базі підсистеми IMS за допомогою інтелектуальних терміналів (наприклад, IP-телефонів). При цьому не обов'язково строго виконувати всі вимоги, що пред'являються до цих послуг, і надавати весь спектр послуг, можна обмежитися окремими найбільш популярними послугами.
У мережі на базі архітектури IMS можлива також емуляція послуг ТМЗК / ISDN, що дозволяє здійснити заміну обладнання комутації каналів TDM-оператора, зберігаючи традиційні абонентські термінали.
Емуляція створює для кінцевого обладнання видимість того, що IP-мережа є ТМЗК / ISDN.
Таким чином, цей сценарій побудови мережі NGN дозволяє, здійснивши кардинальну зміну опорної мережі, відкласти повну модернізацію абонентського доступу
Слайд 23Побудова мережі, заснована на підсистемі IMS
Слайд 24Реалізація сценаріїв переходу до мереж NGN
Мережа з одночасним використанням CS
і IMS
Міграція до мережі NGN з одночасним застосуванням гнучкого комутатора
CS і під-системи IMS може відбуватися у випадках, коли оператор використовує нову мережу, побудовану на базі підсистеми надання мультимедійних послуг (IMS), для надання нових послуг і продовжує надавати існуючі послуги на базі гнучкого комутатора (CS).
Дані дві мережі взаємодіють за допомогою протоколу SIP
Слайд 25Емуляція та імітація ТМЗК / ISDN при міграції до мережі
NGN. Основні принципи
Телефонна мережа загального користування / цифрова мережа з
інтеграцією служб (ТМЗК / ISDN) є однією з перших телекомунікаційних мереж, яких торкається еволюція до NGN. Міграція повинна відбуватися поетапно
Емуляція ТМЗК / ISDN дозволяє надавати послуги і інтерфейси ТМЗК / ISDN за допомогою адаптації до IP-інфраструктури. Хоча стандарти емуляції ТМЗК / ISDN дозволяють в перспективі надавати всі додаткові послуги, можна вибрати лише деяку частину з них.
Імітація ТМЗК / ISDN дозволяє, в свою чергу, надавати ТМЗК/ISDN-подібні послуги за допомогою управління з'єднанням поверх IP інтерфейсів і інфраструктури.
При цьому, з точки зору користувача, він отримує ті ж послуги, що і в існуючих ТМЗК / ISDN.
Однак, імітація ТМЗК / ISDN не дає гарантії надання всіх існуючих послуг ТМЗК / ISDN.
До того ж, імітація ТМЗК / ISDN дозволяє надавати нові послуги, які не були доступні в існуючих мережах ТМЗК / ISDN.
Слайд 26Емуляція, імітація та мережева взаємодія з NGN
Слайд 27Приклади емуляції і імітації ТМЗК / ISDN
Модель 1. У цьому
випадку існуюче обладнання користувачів функціонує в мережі NGN при використанні
функції адаптації ADF2 з боку інтерфейсу «користувач-мережа» (UNI, User-to-Network Interface). Дана модель використовується в разі, коли відбувається емуляція послуг ТМЗК / ISDN.
Модель 2. У цьому випадку існуюче обладнання користувачів функціонує в мережі NGN при використанні функції адаптації ADF1 з боку інтерфейсу UNI. Дана модель має місце в разі, коли необхідно використовувати існуюче обладнання користувача при імітації послуг ТМЗК / ISDN.
Модель 3. У цьому випадку нове обладнання користувача NGN з'єднується напряму з мережею наступного покоління.
Устаткування в залежності від моделі може підключатися через вузол доступу (Access Gateway, AG) або резидентний вузол доступу (Home Gateway, HG).
Слайд 28Приклади структури мереж емуляції і імітації ТМЗК / ISDN
Слайд 29Емуляція та імітація ТМЗК / ISDN при міграції до мережі
NGN. Базові варіанти з'єднань
Базові варіанти з'єднань визначаються в залежності від
моделі емуляції і імітації послуг ТМЗК / ISDN і наявності взаємодії з мережею ТМЗК / ISDN. (рис.)
Категорія А. В категорії А всі термінали з'єднуються безпосередньо через NGN:
варіант А-1: мережа NGN з'єднує всі термінали, використовуючи емуляцію;
варіант А-2: мережа NGN з'єднує всі термінали, використовуючи імітацію;
варіант А-3: мережа NGN з'єднує деякі термінали, використовуючи емуляцію, і решту, використовуючи імітацію
Категорія В. В категорії В мережа NGN взаємодіє з мережею ТМЗК / ISDN:
варіант В-1: мережа NGN з'єднує деякі термінали, використовуючи емуляцію, і взаємодіє з мережею ТМЗК / ISDN;
варіант В-2: мережа NGN з'єднує деякі термінали, використовуючи імітацію, і взаємодіє з мережею ТМЗК / ISDN;
варіант В-3: мережа NGN взаємодіє з двома різними мережами ТМЗК / ISDN
Слайд 31Емуляція та імітація ТМЗК / ISDN при міграції до мережі
NGN. Інтерфейси
При імітації і емуляції мереж ТМЗК / ISDN в
деяких мережах міграція до NGN може відбуватися як на основі підсистеми IMS, так і без неї одночасно.
Для цього існують два інтерфейси - інтерфейс «користувач-мережа» (User-to-Network Interface, UNI) і інтерфейс «мережа-мережа» (Network-to-Network Interface, NNI).
Інтерфейс класу 1 (IF1). Даний інтерфейс (мережевий інтерфейс користувача) зв'язує устаткування користувача та мережеві елементи NGN.
Слайд 32Емуляція та імітація ТМЗК / ISDN при міграції до мережі
NGN. Інтерфейси
Інтерфейс може бути:
між NGN-обладнанням користувача та мережевими елементами NGN;
між
IP-обладнанням користувача та IP-мережею загального користування;
аналоговим телефонним інтерфейсом між існуючим обладнанням користувача і ТМЗК / ISDN;
стандартною опорною точкою S, Т або S / T інтерфейсу ISDN на базовій швидкості і мережевим кінцевим пристроєм 1 (NT1);
стандартною опорною точкою SB, ТВ або SB / TB інтерфейсу ISDN на первинній швидкості і мережевим кінцевим пристроєм 1 (NT1);
мережами доступу, в яких використовується сигналізація V5;
можуть бути інші варіанти відповідно до специфіки кожної країни.
Інтерфейс класу 2 (IF2) - інтерфейс NNI. Він може знаходитися між:
мережами NGN;
мережею NGN та ТМЗК / ISDN;
мережею NGN та IP-мережею загального користування
Слайд 33Емуляція та імітація ТМЗК / ISDN при міграції до мережі
NGN. Функції адаптації
Функція адаптації класу 1 (ADF1) дозволяє надавати повну
інформацію в NGN, включаючи профілі користувачів і послуг. З точки зору користувачів, вони отримують повноцінні послуги NGN, які обмежуються лише функціональністю користувальницького обладнання.
Функція адаптації класу 2 (ADF2) дозволяє користувачам отримувати класичні послуги мереж ТМЗК / ISDN. При цьому, в перспективі переходу до NGN користувачам надається емуляція послуг ТМЗК / ISDN
Слайд 34Сигналізація при емуляції послуг мереж ТМЗК / ISDN
В мережах ТМЗК
/ ISDN в основному використовуються наступні види сигналізації: Rl, R2,
сигналізація по загальному каналу (CCS) і сигналізація по виділеному каналу (CAS). Всі вони призначені для мереж з комутацією каналів.
Оскільки NGN є пакетними мережами, в них можуть використовуватися інші види сигналізації: BICC, SIP-T (SIP for Telephony), SIP-I (SIP with encapsulated ISUP) і ін. Крім того, функції сигналізації та управління викликами можуть належати більш ніж одному елементу мережі NGN.
Оскільки мережа NGN повинна взаємодіяти з мережами ТМЗК / ISDN, необхідний мережевий обмін між сигналізаціями існуючих мереж зв'язку і мережею NGN.
При емуляції послуг мереж ТМЗК / ISDN за допомогою гнучких комутаторів (CS) використовуються такі протоколи сигналізації:
Протокол Н.248, застосовуваний в A-CS для управління шлюзом доступу;
протокол SIGTRAN, застосовуваний для взаємодії між B-CS і SG;
протокол ISUP, застосовуваний в сигнальному шлюзі SG для мережевої взаємодії між SG і мережею ТМЗК / ISDN;
протокол SIP-I, застосовуваний в G-CS для взаємодії між різними доменами PES (PSTN/ISDN Emulation Subsystem);
протокол SIP, застосовуваний в I-CS для взаємодії між компонентами PES і IMS;
протокол сигналізації SIP-I або BICC (Bearer Independent Call Control), використовуваний для взаємодії A-CS, В- CS, I-CS
Слайд 35Сигналізація при емуляції послуг ТМЗК / ISDN
Слайд 36Сигналізація при імітації послуг мереж ТМЗК / ISDN
Наведені нижче приклади
протоколів сигналізації використовуються для того, щоб реалізувати імітацію послуг мереж
ТМЗК / ISDN за допомогою SIP-серверів.
На рис. SIP-сервер, який відповідає за управління сеансом, називається SIP-сервером сесійного управління (SC-SS).
SIP-сервер, що виконує функції взаємодії з мережею ТМЗК / ISDN, називається SIP-сервером управління медіашлюзом (MGC-SS).
SIP-сервера, що виконує функції взаємодії з іншими доменами мережі NGN або IP-мережами, називається SIP-сервером управління пакетним шлюзом (PGC-SS).
SC-SS використовує протокол SIP для управління кінцевою системою NGN (наприклад, телефоном SIP) або шлюзом доступу NGN (шлюз доступу SIP). Для взаємодії між MGC-SS і SG використовується протокол SIGTRAN. Протокол ISUP використовується в шлюзі сигналізації SG для взаємодії SG з мережею ТМЗК / ISDN.
Протокол SIP використовується в PGC-SS для взаємодії різних IMS-доменів, між компонентами IMS і PES або між IMS та іншими IP-мережами. При цьому протокол SIP також використовується для сигналізації між SC-SS, MGC-SS і PGC-SS
Слайд 37Сигналізація при імітації послуг ТМЗК / ISDN
Слайд 38Сценарій емуляції послуг мереж ТМЗК / ISDN
У даному сценарії базова
традиційна мережа ТМЗК / ISDN замінюється на NGN, однак існуюче
обладнання користувачів зберігається.
Воно з'єднується з мережею NGN за допомогою функції ADF2.
При емуляції повинні надаватися всі послуги ТМЗК / ISDN. Надання додаткових послуг може здійснюватися на розсуд
Слайд 39Сценарії імітації послуг мереж ТМЗК / ISDN
Всі сценарії імітації послуг
мереж ТМЗК / ISDN ґрунтуються на таких компонентах, як IMS
і базова транзитна мережа. Далі надані лише кілька сценаріїв імітації послуг мереж ТМЗК / ISDN. Залежно від структури мережі можуть бути розроблені інші сценарії
Імітація послуг мереж ТМЗК / ISDN дозволяє надавати ТМЗК/ISDN-подібні послуги. При цьому з точки зору користувача він отримує ті ж послуги, що і в існуючих мережах ТМЗК / ISDN.
Однак імітація послуг мереж ТМЗК / ISDN не дає гарантії надання всіх існуючих послуг ТМЗК / ISDN. До того ж, імітація послуг ТМЗК / ISDN дозволяє надавати нові послуги, які були не доступні в існуючих мережах ТМЗК / ISDN.
Слайд 40Імітація послуг ТМЗК / ISDN в разі присутності всіх мереж
Слайд 41Імітація послуг ТМЗК / ISDN в разі збігу вихідної і
кінцевої мереж
Слайд 42Варіанти сценаріїв імітації послуг ТМЗК/ ISDN
Слайд 43Міжміські мережі зв'язку наступного покоління
Плавність міграції до NGN на міжміському
рівні забезпечується розбивкою процесу модернізації на три основних етапи
На
першому етапі повинна бути вирішена головна задача - створення магістральної IP-мережі, що охоплює всю територію країни і підтримує задану якість обслуговування QoS (наприклад, на базі технології IP / MPLS). Практична реалізація даного етапу міграції до NGN зводиться, в основному, до розширення пропускної здатності і територіального покриття даних мереж
Слайд 44Міжміські мережі зв'язку наступного покоління
На другому етапі необхідно встановити в
міжміській IP-мережі медіашлюзи під керуванням гнучких комутаторів.
Кількість таких комутаторів
може бути меншою за кількість медіашлюзів, але це повинно вирішуватися з урахуванням структурної надійності та живучості мережі. При цьому в перехідний період повинна забезпечуватися сумісність встановленого обладнання NGN з існуючою міжміською і міжнародною мережами і можливість плавного переходу до повноцінної NGN зі збереженням існуючих мережевих ресурсів.
На третьому етапі модернізації підлягають кінцеві АМТС, які замінюються на медіашлюзи з керуванням від окремого гнучкого комутатора, на базі якого в перспективі повинна бути створена місцева мережа NGN. Дані гнучкі комутатори повинні взаємодіяти з гнучким комутаторами, встановленими замість вузлів автоматичної комутації в регіоні
Слайд 46Міські мережі NGN
Для обслуговування різних видів трафіку (голосу, відео і
даних) використовуються три типи місцевих мереж:
міська телефонна мережа (МТМ);
мережа передачі
даних;
орендовані широкосмугові канали, необхідні для передачі відеосигналу (якщо це неможливо реалізувати через мережу передачі даних)
Слайд 47Існуюча схема надання послуг Triple Play на місцевому рівні
Слайд 48Міські мережі NGN
Характерним прикладом обладнання, яке здатне ефективно працювати незалежно
від виду комутації, для мережі доступу є абонентський медіашлюз (АМШ),
який здатний використовувати технологію комутації каналів з включенням в опорну АТС по стику V5.2 або ж технологію комутації пакетів, взаємодіючи з гнучким комутатором по протоколу SIP.
Застосування концентраторів класу АМШ дозволить оператору підтримувати нові види послуг мережі NGN.
На рис. показаний фрагмент мережі доступу на базі АМШ. На додаток до стику двохпроводової АЛ для підключення телефонного апарату (ТА), АМШ повинен підтримувати інтерфейси, які дозволяють використовувати такі види обладнання:
будь-які види терміналів (в основному, персональні комп'ютери і ТА) по асиметричній цифровій абонентській лінії ADSL;
Інтегровані пристрої доступу IAD, що забезпечують зв'язок для ТА, ВАТС і локальних обчислювальних мереж (ЛОМ) за симетричною високошвидкісною цифровою абонентською лінією SHDSL;
термінали ISDN з конфігурацією доступу 2B + D (два інформаційні канали по 64 Кбіт / с і один службовий канал з пропускною спроможністю 16 Кбіт / с);
IP-телефони (IP-TA), що виконують функції з перетворення мовних сигналів в IP-пакети;
базові станції (БС), які забезпечують підключення мобільних телефонних апаратів (МТА), здатних переміщатися тільки в обмеженій зоні
Слайд 49Міські мережі NGN
Використання абонентських медіашлюзів дозволяє створювати економічні мережі доступу
навіть при мінімальному платоспроможному попиті на нові види інфокомунікаційних послуг.
У міру формування істотного попиту на нові послуги мережі NGN при мінімальному зростанні інвестицій оператора АМШ забезпечують задоволення практично будь-яких вимог потенційних абонентів
Слайд 50Фрагмент перспективної мережі доступу на базі АМШ
Слайд 51Етапи розробки сценаріїв переходу до мереж NGN
Алгоритм, формалізує процес розробки
сценаріїв міграції існуючої місцевої мережі зв'язку до мережі NGN, показаний
на рис.
Він складається з шести етапів, що виконуються послідовно, але пов'язаних між собою двома петлями зворотного зв'язку
Цілі міграції експлуатованих місцевих мереж зв'язку до мережі NGN визначає оператор.
Складність формування цілей, переслідуваних у процесі модернізації місцевих мереж зв'язку, визначається низькою вірогідністю прогностичних оцінок, що стосуються ринку нових видів інфокомунікаційних послуг мережі NGN
Слайд 52Алгоритм розробки сценаріїв міграції місцевих мереж зв'язку до мереж NGN
Слайд 53Етапи розробки сценаріїв переходу до мереж NGN
Вибір стратегії і розробка
сценаріїв міграції місцевих мереж зв'язку має на увазі аналіз основних
мережевих рішень, які можуть бути прийняті оператором.
Важливе місце у виборі стратегії і розробки сценаріїв займають системно-мережеві завдання, пов’язані з вибором відповідного обладнання мережі NGN, визначенням місць його розташування, організацією схем взаємодії з існуючим обладнанням та ін.
Кожний сценарій охоплює тривалий відрізок часу, так як існуюча мережа модернізується під перспективні вимоги на досить тривалий період. Саме цією обставиною зумовлена необхідність виділення декількох етапів для кожного сценарію.
Далі для кожного сценарію повинні бути розраховані ті технічні та економічні характеристики, які важливі оператору для прийняття рішень.
Аналіз характеристик може виявити необхідність перегляду одного або декількох сценаріїв. Отримані результати дозволяють сформулювати рекомендації для оператора мережі
Слайд 54Варіанти побудови міських мереж NGN
Міграція існуючих МТМ до мережі NGN
може здійснюватися різними способами, які можна віднести до однієї з
чотирьох основних стратегій:
створення «островів» мережі NGN;
заміщення МТМ мережею NGN;
виділеної мережі NGN;
накладеної мережі NGN.
Можлива також комбінована стратегія, що поєднує в собі стратегію виділеної і накладеної мереж NGN.
Острівна стратегія і стратегія заміщення
Дві перші стратегії, засновані на створенні «островів» NGN і простому заміщенню обладнання комутації каналів на обладнання з пакетною комутацією, не мають особливої практичної цінності.
Це пояснюється тим, що при їх використанні неможливо забезпечити в мережі показники якості обслуговування, які визначаються міжнародними і європейськими стандартами для пакетних технологій.
Перша і друга стратегії не дозволяють обмежувати кількість переходів з однієї технології комутації на іншу. В цьому випадку затримки в мережі можуть бути досить значними, що неприйнятно для ряду послуг (голосового зв'язку, передачі зображень і ін.).
Єдина перевага цих стратегій - простота: ніякі нові завдання планування мережі NGN перед операторами не виникають
Слайд 55Варіанти побудови міських мереж NGN
Виділена міська мережа NGN
Найпростіший спосіб надання
послуг NGN - побудова ще однієї комутованої мережі на базі
тих транспортних ресурсів, які існують на МТМ, в інтересах невеликої групи клієнтів. Дійсно, необхідні транспортні ресурси (найчастіше мережа SDH на базі волоконно-оптичних ліній зв'язку) є практично в будь-якому місті в операторів телефонної мережі.
Якщо при проектуванні закласти надлишкові ресурси (у вигляді трактів STM або «темних волокон»), то для побудови нової мережі NGN на базі технології комутації пакетів необхідно вирішити два головних завдання:
встановити вузли мережі NGN (наприклад, комутатори ATM / IP / MPLS) на тих площадках, де вже змонтовано обладнання РАТС;
побудувати мережу доступу, що забезпечує підтримку тих видів послуг NGN, для яких звичайні абонентські лінії (AЛ) не придатні
Слайд 56Фрагмент мережі NGN зі створеними двома мережами: старою TDM з
комутацією каналів і новою NGN з комутацією пакетів, на загальних
транспортних ресурсах
Слайд 57Варіанти побудови міських мереж NGN
Накладена міська мережа NGN
Існує два основні
підходи до побудови накладеної мережі NGN на місцевому (міському) рівні.
Перший з них передбачає початок реконструкції мережі з самого нижнього рівня - з заміни опорних АТС на обладнання NGN.
Другий підхід в якості відправної точки для модернізації розглядає транзитний рівень мережі, заміну опорно-транзитних АТС або АМТС на медіашлюзи під управлінням гнучких комутаторів.
Слайд 58Варіанти побудови міських мереж NGN
Варіант 1 - заміна опорних АТС
на обладнання NGN
Реконструкція міської мережі з заміною опорних АТС на
мультисервісні комутатори доступу (абонентські медіашлюзи) під керуванням гнучких комутаторів (рис.) може проводитися за «острівним» принципом шляхом використання комбінації сигнального шлюзу і медіашлюзу з функцією TDM, до якого можуть приєднуватися віддалені виноси замість окремих АТС.
Однак, чим більше опорних АТС замінюється одночасно, тим менше будуть питомі витрати на порт, оскільки для всіх медіашлюзів можна використовувати один гнучкий комутатор.
Виділення етапів в процесі міграції МТМ до мережі NGN зводиться до визначення АТС, що підлягають заміні на конкретному етапі модернізації.
У перехідний період для взаємодії решти МТМ з новою мережею NGN використовуються транзитні медіашлюзи (ТМШ).
Даний підхід може бути рекомендований лише для місцевих мереж відносно невеликої ємності або з невеликою територією покриття
Слайд 59Варіант заміни опорних АТС на обладнання NGN
Слайд 60Варіанти побудови міських мереж NGN
Варіант 2 - заміна транзитних вузлів
на обладнання NGN
Іншим варіантом міграції місцевих телефонних мереж до мережі
NGN є реконструкція мережі, починаючи з транзитного рівня - шляхом заміни опорно-транзитних станцій (ОПТС), транзитних станцій (ТС) і АМТС, що характерно для МТМ середньої та великої ємності (рис.). Вагомими аргументами на користь цього варіанту є
відносно низький рівень початкових інвестицій;
більш раціональна побудова мережі з централізованим розміщенням медіашлюзів під керуванням гнучкого комутатора (ГК) в транзитних вузлах мережі; оптимізація структури мережі шляхом підключення місцевих АТС до медіашлюзів потужних транзитних вузлів за двохзв’язковим принципом;
більш швидке і легке введення нових послуг (детальна тарифікація місцевих викликів, перенесення номера, паралельний дзвінок, повідомлення про баланс рахунку в кінці виклику);
скорочення експлуатаційних витрат за рахунок централізації служб технічної експлуатації.
Плавність міграції до мережі NGN забезпечується розбивкою процесу модернізації на кілька етапів.
Слайд 61Варіант заміни ОПТС і ТЗ на обладнання NGN
Слайд 62Варіанти побудови міських мереж NGN
На першому етапі повинні бути вирішені
два головних завдання - забезпечення сумісності встановленого обладнання з існуючою
телефонною мережею та можливості плавного переходу до повноцінної мережі NGN зі збереженням існуючих мережевих ресурсів.
Починається цей етап з установки укрупнених вузлів пакетної комутації, що складаються з гнучкого комутатора і транспортного медіашлюзу, мінімум на двох вузлах транзитного рівня мережі.
Функції комутації викликів і послуг переміщаються на транзитний рівень. Замінені ОПТС можна використовувати в якості опорних.
Два укрупнених вузла пакетної комутації потрібні для забезпечення резервування (двохзв'язне підключення), що є необхідною умовою для мережі операторського класу.
Самі ж опорні станції фактично стають виносами укрупнених вузлів пакетної комутації.
Після ліквідації перехресних зв'язків «кожна з кожною» місцеві АТС з'єднуються з вузлами комутації методом двохзв'язного підключення для забезпечення живучості мережі.
Слайд 63Варіанти побудови міських мереж NGN
Для зберігання інформації про абонентів використовується
сервер баз даних SHLR (Standalone Home Location Register), аналогічний домашньому
регістру HLR (Home Location Register) для мобільного зв'язку. Таке мережеве рішення значно полегшує введення нових перспективних послуг, для яких раніше була необхідна інтелектуальна платформа.
В якості центрального вузла управління послугами використовується вузол пакетної комутації на базі гнучкого комутатора NGN (рис.), який готує основу для повномасштабного переходу до NGN шляхом розгортання опорної IP-мережі з підтримкою QoS
Слайд 64Перший етап міграції МТМ до мережі NGN
Слайд 65Варіанти побудови міських мереж NGN
Другий етап передбачає створення IP-мережі з
підтримкою QoS або модернізацію існуючої IP-мережі до рівня MPLS і
її використання для маршрутизації мовного трафіка (рис.) з метою розвантаження транспортної мережі TDM.
Управління наданням базових мовних послуг здійснюється гнучким комутатором.
Для надання розширених послуг використовуються різні платформи додатків
На третьому етапі здійснюється модернізація застарілих і відробивших свій ресурс опорних АТС на рівні доступу. Приступати до цього етапу можна після закінчення реконструкції транзитного рівня мережі або одночасно з ним (так званий сценарій «вертикальної» міграції).
Слайд 66Варіанти побудови міських мереж NGN
Вирішити це завдання можна декількома способами.
По-перше, шляхом створення оптичних мереж доступу, підключених до ОПТС по
інтерфейсу V5.2 з подальшою їх модернізацією до підтримки IP-протоколу Н.248 для управління від гнучкого комутатора через IP-мережу.
По-друге, шляхом підключення модулів абонентського доступу до транзитних медіашлюзів ТМШ (TMG - Trank Media Gateway).
По-третє, безпосередньо підключаючи абонентські медіашлюзи АМШ (AMG - Access Media Gateway) до IP-мережі за протоколом Н.248.
На даному етапі введення номерної ємності здійснюється за рахунок установки абонентських медіашлюзів великої місткості в тому ж номерному сегменті, що і замінні опорні станції.
При реконструкції рівня доступу доцільно також використовувати АМШ, які повинні підтримувати різноманітні мережеві інтерфейси (El, STM, GE, FE, ATM), протоколи управління VoIP від гнучкого комутатора, режими пасивної оптичної мережі BPON / EPON / GPON для доведення оптики до абонентів. Крім того, АМШ повинен робити в режимі різних шлюзів: TDM - IP, TDM - ATM, TDM / ATM - IP
Слайд 67Другий етап міграції ГТС до мережі NGN
Слайд 68Третій етап міграції ГТС до мережі NGN
Слайд 69Варіанти побудови міських мереж NGN
На четвертому етапі завершується заміна застарілих
місцевих АТС на АМШ і розгортання платформ додатків (рис.), здійснюється
впровадження мультимедійних послуг: IPTV, VoD, VSC, IP-Centrex для корпоративних абонентів, послуг сторонніх постачальників по інтерфейсу Parlay, а також послуг аутсорсингу корпоративного зв'язку з платформою мережевого оператора.
Для успішного впровадження послуг NGN буде потрібно застосування інтегрованих пристроїв доступу IAD і широкосмугових інтелектуальних терміналів
На заключному п'ятому етапі здійснюється інтеграція з мобільною мережею FMC (Fixed-Mobile Convergence), для чого встановлений на першому етапі реконструкції SHLR модернізується до підтримки функцій HLR мережі стільникового зв'язку 3G, а вузол управління інтелектуальними послугами SCP - до підтримки інтегрованих функцій фіксованої і мобільної мереж на базі платформ IMS
Слайд 70Четвертий етап міграції ГТС до мережі NGN
Слайд 71Побудова NGN на внутрішньозоновому рівні
При побудові мережі NGN на рівні
області першочерговим завданням є створення на зоновому рівні сучасної транспортної
інфраструктури, яка забезпечить виведення з експлуатації повітряних і кабельних ліній зв'язку з аналоговими і застарівшими низькошвидкісними системами передачі і здійснить перехід на оптоволоконні лінії зв'язку і пакетні способи передачі інформації.
Переходити до нової організації мережі в області необхідно поступово і починати краще з обласного та районних центрів, де вище щільність телефонізації, більше абонентів і цифрових АТС.
Рішення на базі технологій NGN дозволить спростити структуру мережі (в мережі буде тільки три рівня - абонентський, рівень перенесення інформації та управління), використовувати на місцевому рівні існуючі цифрові системи передачі, поступово оновити комутаційне обладнання і збільшити телефонну щільність в області
Слайд 72Побудова NGN на внутрішньозоновому рівні
Елементами внутрішньозонової мережі NGN є (рис.):
гнучкий
комутатор, який управляє логікою проходження виклику і контролює комутаційні ресурси,
реалізовані в шлюзах доступу, використовуючи протокол SIP;
транзитний медіашлюз (ТМШ), що виконує підключення ІКМ-обладнання до пакетної мережі і забезпечує комутацію голосових з'єднань;
внутрішньозонова пакетна мережа IP / MPLS для передачі голосу і даних;
абонентські вузли доступу, які виконують функцію виносного абонентського концентратора з масштабованою ємністю
Кількість і місця установки гнучких комутаторів і шлюзів визначаються за вихідними даними мережі, такими як число абонентів, питоме навантаження на абонента, середній час розмови, територіальний рознос абонентів і продуктивність гнучкого комутатора і шлюзів доступу
Слайд 73
Приклад внутрішньозонової мережі NGN