Файл: Системы управления, связи и безопасности 1. 2016 Systems of Control, Communication and Security.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 29.10.2023
Просмотров: 65
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Системы управления, связи и безопасности
№1. 2016
Systems of Control, Communication and Security
sccs.intelgr.com
URL: http://sccs.intelgr.com/archive/2016-01/05-Makarenko.pdf
87
резервирование полосы пропускания;
классификация видов трафика;
управление качеством обслуживания;
механизмы защиты соединений и трафика.
Фундаментальные свойства NGN [3-5]:
поддержка большого набора услуг, приложений и механизмов поблочного построения услуг (включая услуги в реальном времени/ потоковую передачу/ услуги, предоставляемые не в режиме реального времени и мультимедиа-услуги);
отделение процесса предоставления услуги от самой сети и обеспечение открытых интерфейсов, разделение функций управления от возможностей транспортной среды, вызова/сеанса и приложения/услуги, что позволяет услугам и сетям развиваться независимо друг от друга;
взаимодействие с унаследованными сетями по открытым интерфейсам;
пакетная передача данных;
широкополосный доступ с обеспечением качества «из конца в конец»;
обобщенная мобильность;
открытый доступ пользователей к различным сервис-провайдерам;
различные схемы идентификации, которые могут быть реализованы с использованием IP-адресации в целях маршрутизации по IP-сетям;
унифицированные характеристики услуги в понимании пользователя;
конвергенция услуг между сетями фиксированной и подвижной связи;
совместимость со всеми требованиями в области регулирования отрасли, например, экстренной связи, безопасности, защищенности и т.п.
Концепция NGN
Концепция NGN предполагает построение сети, исходя из принципа функционального разделения (рис. 3), достигаемого за счет разнесенных на сети функциональных сетевых элементов.
Рекомендация МЭС-Т Y.2001 определяет следующие логические уровни сети NGN [2]:
уровня транспорта, включая функции управления сетевыми ресурсами и уровень доступа;
уровня коммутации услуг связи;
уровня приложений;
уровня управления сетью.
Системы управления, связи и безопасности
№1. 2016
Systems of Control, Communication and Security
sccs.intelgr.com
URL: http://sccs.intelgr.com/archive/2016-01/05-Makarenko.pdf
88
Функции транспорта
Функции транспорта сети доступа
Функции транспорта ядра сети
Функции обслуживания и контроля
Функции контроля присоединения к сети
Функции контроля передачи информации
Функции передачи информации профиля пользователя
Функции шлюзового оборудования
Функции приложений
Функции профиля пользователя
Функции управления
Рис. 3. Эталонная модель NGN [2]
Функциональная архитектура сети NGN должна предполагать на основании рекомендации МСЭ-Т Y.2001 наличие следующих основных уровней [2]:
уровня транспорта, включающего функции управления сетевыми ресурсами и уровень доступа;
уровня коммутации услуг связи;
уровня приложений;
уровня управления сетью.
Для построения полноценной сети NGN необходимо в дальнейшем реализовать каждый из этих уровней, с соответствующим им набором элементов сети NGN (рис. 4). При этом на различных логических уровнях сети могут использоваться различные технологии и протоколы.
Уровень коммутации услуг состоит из следующих основных элементов [3, 5]:
IMS платформа (IP Multimedia Subsystem). Эта подсистема является основным элементом сети NGN и предназначена для управления вызовами и сессиями абонентов сети NGN, должна строиться на базе протокола установления сеанса (Session Initialization Protocol, SIP). На ее базе могут строиться различные решения и реализовываться весь спектр услуг, от передачи голоса по IP сетям (Voice over IP, VoIP), до услуг Triple Play, включая IP телевидения (IP-Television, IP-TV) и ряд услуг с добавленной стоимостью;
подсистема эмуляции сетей (PSTN/ISDN Emulation Subsystem, PES).
Главной задачей данной подсистемы является поддержание на сети
NGN услуг, а именно, обеспечения взаимодействия с сетями общего пользования с сохранением их функциональности;
элемент управления потоковыми сообщениями (Streaming Service
Component, SSC). Главной задачей этого элемента является предоставление пользователям сети услуг, как в реальном режиме
Системы управления, связи и безопасности
№1. 2016
Systems of Control, Communication and Security
sccs.intelgr.com
URL: http://sccs.intelgr.com/archive/2016-01/05-Makarenko.pdf
89 времени (Real Time Services), так и по необходимости или по требованию (Non Real Time Serviсes).
Уровень транспорта
Уровень приложений и услуг
Приложения
Уровень коммутации услуг
Приложения
Приложения
У
р
о
в
ен
ь
у
п
р
ав
л
ен
и
я
с
ет
ь
ю
IMS платформа
Предназначена для управления вызовами и сессиями абонентов сети NGN
Протокол установления сеанса SIP
Подсистема эмуляции сетей PES
Поддержание услуг и обеспечение взаимодействия с сетями общего пользования с сохранением их функциональности
Элемент управления потоковыми сообщениями SSC
Предоставление услуг связи, как в реальном режиме времени, так и по необходимости или по требованию
П
р
о
ф
и
л
ь
п
о
л
ь
зо
в
ат
ел
я
Уровень шлюза
Обеспечивает возможность взаимодействия различных сетей связи между собой
Уровень магистрального звена
Обеспечивает использование транспортных сетей
Уровень доступа
Реализация на сети функции агрегации абонентского трафика и передачи его на уровень магистрального звена, обеспечение QoS, в зависимости от типа передаваемого трафика и запроса пользователя
Управление транспортным уровнем
Функции управления сетевыми ресурсами RACF
Обеспечивает реализацию на сети заданных параметров QoS
Функции управления доступом пользователей
к ресурсам транспортной сети NACF
Рис. 4. Схема основных элементов сети NGN [2]
С функциональной точки зрения, данный уровень должен решать основные задачи по установлению соединений и предоставлению услуг на сети
NGN. Основными функциями данного уровня являются [3, 5]:
регистрация пользователей (аутентификация и авторизация) для предоставления им доступа к определенным услугам NGN;
управление сессиями, вызовами (установление, разрыв и поддержание соединений);
управление коммутацией и передачей, обработку информации сигнализации, маршрутизация вызовов и управление потоками;
управление ресурсами сети, включая шлюзы, установленные на транспортном уровне сети NGN.
Транспортный уровень сети NGN обеспечивает функции коммутации и прозрачной передачи информации пользователя. Данные функции образуются двумя подгруппами [3, 5]:
функции управления сетевыми ресурсами (Resource and Admission
Control Functions, RACF), обеспечивающие реализацию в сети заданных параметров QoS. В их задачи входит резервирование определенных параметров требуемых сетевых ресурсов, управление
Системы управления, связи и безопасности
№1. 2016
Systems of Control, Communication and Security
sccs.intelgr.com
URL: http://sccs.intelgr.com/archive/2016-01/05-Makarenko.pdf
90 доступом к ресурсам транспортной сети и управление ресурсами шлюзов;
функции управления доступом пользователей к ресурсам транспортной сети NGN (Network Attachment and Control Functions,
NACF), осуществляемые на основе информации авторизации пользователей, соглашений об уровне обслуживания SLA, приоритета предоставляемой услуги, а также доступных сетевых ресурсов на транспортной сети и сети доступа.
Транспортный уровень включает в себя ряд функциональных подуровней [3, 5]:
уровень шлюза. Данный уровень обеспечивает возможность взаимодействия с различными сетями связи построенных на основе различных технологий, а также другими подобными сетями NGN;
уровень доступа. Доступ должен предполагать реализацию на сети функции агрегации абонентского трафика и передачи его на уровень магистрального звена. Данный уровень предполагает наличие функции
QoS, зависящим от типа передаваемого трафика и запроса пользователя;
уровень магистрального звена. Магистральное звено должно обеспечивать передачу агрегированного пользовательского трафика в соответствии с заданными показателями QoS. На данном уровне должны применяться те же механизмы по управлению QoS, что и на уровне доступа.
Оптимальной технологией для построения транспортной сети на данный момент считается IP технология многопротокольной коммутации по меткам (IP
Multiprotocol Label Switching, IP/MPLS). В связи с этим все функции транспортного уровня должны решаться на уровне сети IP/MPLS. Сейчас, наиболее рациональным подходом к построению транспортной сети является применение технологий обобщенной многопротокольной коммутации по меткам GMPLS (Generalized Multi-Protocol Label Switching). Данные технологии способны обеспечивать управление и мониторинг качества всех уровней магистрального звена: сетевого, канального и физического. Это обеспечивает возможность предоставление абонентам сети услуг с заданным качеством.
Уровень приложений и услуг содержит функции управления логикой услуг и приложений и представляет собой распределенную вычислительную среду, обеспечивающую следующие потребности [3, 5]:
предоставление инфокоммуникационных услуг;
управление услугами;
создание и внедрение новых услуг;
взаимодействие различных услуг.
Уровень управления услугами позволяет реализовать специфику услуг, и применять одну и ту же программу логики услуги вне зависимости от типа транспортной сети (IP, АТМ, FR и т.п.) и способа доступа. Наличие этого уровня позволяет также вводить на сети любые новые услуги без
Системы управления, связи и безопасности
№1. 2016
Systems of Control, Communication and Security
sccs.intelgr.com
URL: http://sccs.intelgr.com/archive/2016-01/05-Makarenko.pdf
91 вмешательства в функционирование других уровней [3, 5]. В основе уровня лежит взаимодействие с центральными элементами сети NGN – элементами уровня коммутации (IMS, PES и SSC), которое осуществляется по стандартным интерфейсам доступа в сеть (Access Network Interface, ANI). Данный уровень может включать множество независимых подсистем ("сетей услуг"), базирующихся на различных технологиях, имеющих своих абонентов и использующих свои, внутренние системы адресации.
Уровень управления сетью отвечает за организацию системы управления сетью NGN. В задачи уровня входят мониторинг и соответствующее управление инфраструктурой сети, поддержание на сети заданных параметров качества, а также ряда параметров, характеризующих принцип работы сети в целом (безопасность и надежность) [3, 5].
Система управления должна обеспечивать [3, 5]:
управление процедурами устранения ошибок и сбоев;
управление процедурами конфигурации;
управление автоматизированной системой расчетов;
управление сетевыми характеристиками;
управление безопасностью.
Совокупная функциональная архитектура сети NGN представляет собой взаимоувязанные технологические решения по всем функциональным уровням, с учетом приведенных выше принципов построения и требований (рис. 5).
Рис. 5. Реализация модели сети NGN на основе существующих технологий связи [4]
Системы управления, связи и безопасности
№1. 2016
Systems of Control, Communication and Security
sccs.intelgr.com
URL: http://sccs.intelgr.com/archive/2016-01/05-Makarenko.pdf
92
Архитектура NGN
Особенностью сети NGN является использование в составе сети гибких программируемых коммутаторов Softswitch, которые являются носителями интеллектуальных возможностей сети, целью которых является координация управления обслуживанием вызовов, сигнализации и функции, обеспечивающие установление соединения через одну или нескольких сетей.
В число функций управления обслуживанием вызова входят [1]:
распознавание и обработка цифр номера для определения пункта назначения;
распознавание моментов ответа и отбоя абонентов, регистрация этих действий для начисления платы.
Оборудование Softswitch взаимодействует со многими компонентами в телекоммуникационной системе [3-5]:
система тарификации;
платформа услуг и приложений;
сеть общеканальной сигнализации (ОКС).
SoftSwitch координирует обмен сигнальными сообщениями между сетями, поддерживая и преобразуя существующие протоколы сигнализации
(рис. 6).
Основные типы сигнализации, которые использует SoftSwitch [4, 5]:
сигнализация для управления соединениями (протоколы SIP-T, ОКС-7 и H.323, в качестве опции протокол E-DSS1 первичного доступа ISDN, протокол абонентского доступа V5, а также сигнализация по выделенным сигнальным каналам CAS);
сигнализация для взаимодействия SoftSwitch между собой (протоколы
SIP-T и BICC);
сигнализация для управления транспортными шлюзами (протоколы
MGCP и Megaco/H.248).
Традиционные сети операторов в единой структуре объединяют функции коммутации, управление обслуживанием вызовов, услуги и приложения, а также функции биллинга. Такая сеть представляет собой монолитную закрытую системную структуру, как правило, не допускающую расширения или модернизации на базе оборудования других производителей.
Внедрение Softswitch позволяет изменить традиционно закрытую структуру систем коммутации. Softswitch предоставляя открытые стандартные интерфейсы между тремя основными функциями: коммутации, управления обслуживанием вызовов, услуг и приложений позволяет согласовывать разные протоколы сигнализации как сетей одного типа (например, при сопряжении сетей H.323 и SIP), так и при взаимодействии сетей коммутации каналов с IP- сетями.