В рубрику "Системы тарификации, атоматические системы повременного учета" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
В.А. Фрейнкман
Зам. директора НТЦ "Протей"
За последние годы судьба технологий предоставления интеллектуальных услуг претерпела существенные изменения. Зародившись в конце 1980-х гг. как решение для поддержки нескольких дополнительных услуг для абонентов фиксированных сетей, подход к практике предоставления услуг интеллектуальных сетей за последние несколько лет претерпел значительные изменения. При этом фундаментальная концепция в целом изменилась мало.
Концепция IN: как все начиналось...
Массированное построение интеллектуальных сетей операторами фиксированной связи, которое осуществлялось в 1990-х гг., выявило ряд существенных недостатков и ограничений изначальной концепции IN.
Концепция, ориентированная на операторов-монополистов, использующих оборудование одного-двух вендоров, оказалась очень консервативна и неповоротлива. При очень хорошей по сути идее отделения механизмов предоставления услуг от механизмов управления соединением (так называемым basic call control) и очень красивой идее взаимодействия между узлом управления услугами и узлом коммутации услуг с использованием транзакционных механизмов (когда каждая услуга - это отдельная транзакция), классическая концепция интеллектуальной сети связи (ИСС, IN) обладает рядом существенных недостатков. Прежде всего это подход, ориентированный на стандартизацию услуг.
В то время как набор CS-1 включает в себя 29 услуг и уже стандартизованы наборы CS-2, CS-3, из всех стандартизированных международными организациями услуг на практике востребованы всего лишь пять-шесть - Freephone (вызов с оплатой вызываемым абонентом), Premium Rate (вызов с дополнительной оплатой), TeleVoting (телеголосование), Prepaid/Credit Card Calling (вызов с оплатой по предоплаченной/кредит-ной карте), в редких случаях - VPN.
Для разработки новых услуг и модификации существующих сервисов стандартами, конечно, предусмотрен такой элемент ИСС, как SCEP, но на практике ни о какой стандартизации интерфейса между SCEP и SCP речи не идет.
Технология CAMEL для операторов GSM
Открытая конкуренция на рынке мобильной связи, а также изменение "качества" абонентской базы (увеличение числа низкодоходных абонентов) в последние годы заставило операторов пересмотреть взгляды на интеллектуальную сеть, что в свою очередь повлияло на производителей телекоммуникационных решений. Ключевыми задачами, которые стояли перед операторами, были обеспечение роуминга для prepaid-абонентов, а также внедрение "нестандартных" услуг, возможно, специфических для конкретного оператора. Так возникла технология CAMEL.
Эта технология, разработанная специально для предоставления интеллектуальных услуг связи в мобильных сетях, завоевывает все большую популярность и внедряется в новых сетях операторов GSM. Являясь частью концепции VHE (Virtual Ноmе Environment), CAMEL поддерживает полный пакет интеллектуальных дополнительных услуг абонентов не только при нахождении в домашней сети, но и при нахождении в роуминге, во всех сетях, поддерживающих технологию CAMEL.
Особенности протокола
Важнейшей особенностью технологии является тот факт, что услуги, реализуемые поверх протокола CAMEL, не требуют международной стандартизации или какого-то специального взаимодействия между операторами мобильной связи (при этом механизм управления вызовами/сессиями хорошо стандартизирован). Таким образом, самая эксклюзивная и нестандартная услуга, применяемая в домашней сети одного оператора, с использованием технологии CAMEL становится доступна всем абонентам этого оператора, где бы они ни находились.
Здесь проявляется кардинальное отличие технологии CAMEL от технологий фиксированной ИСС - упор при разработке CAMEL был сделан не на стандартизацию услуг, а именно на стандартизацию технологий и методов управления вызовами. При этом необходимость поддержки роуминга (связанного с взаимодействием между различными типами коммутационного оборудования) привела к существенно лучшей проработке вопросов стандартизации элементов и процедур прикладного протокола CAP.
Для реализации разного рода нестандартных/индивидуальных услуг (в том числе сторонними по отношению к поставщику SCP компаниями) было найдено эффективное решение. Таким решением является внедрение в сети оператора шлюза поддержки технологии CAMEL - CAMEL-gateway. Это устройство поддерживает технологию CAMEL (для взаимодействия с опорной АТС) и открытый API-интерфейс (Parlay и т.п.) для написания приложений, управляющих вызовом, что открывает качественно новые возможности для рынка услуг. Строго говоря, это SCP с открытым интерфейсом к приложениям, обеспечивающим логику услуг.
На пути к NGN: IMS как светлое будущее
Все, о чем говорилось выше, так или иначе относится к уже построенным сетям на базе традиционной архитектуры, которая ориентирована на коммутацию каналов и традиционные стеки протоколов, основанные на ОКС № 7.
Ожидания операторов от решений нового поколения
С развитием телекоммуникаций эволюционируют также потребности и задачи трех основных сторон телекоммуникационного рынка - операторов связи, частных пользователей, корпоративных пользователей.
Ожидания операторов от решений нового поколения во многом очевидны: повышение эффективности инфраструктуры, унификация платформ для предоставления новых услуг, снижение издержек при внедрении новых и повышение эффективности поддержки существующих сервисов - все то, что позволит им эффективнее бороться за клиентов на насыщенном рынке телекоммуникаций, повышать лояльность существующих клиентов и минимизировать возможный их отток, получая при этом еще и дополнительные прибыли. Ну и, конечно, нельзя забывать о задаче сохранения инвестиций. Вряд ли операторы горят желанием выкинуть все, что уже построено ими ранее (например, успешно работающие узлы SCP).
Для решения всех этих задач консорциумом 3GPP, европейским институтом стандартизации ETSI и Parlay-форумом была разработана концепция IMS (IP multimedia subsystem), в том числе призванная определить магистральное направление развития архитектуры предоставления услуг в телекоммуникационных сетях NGN.
Протокол SIP
Основным протоколом для взаимодействия сетевых элементов в рамках концепции IMS был выбран протокол SIP (Session Initiation Protocol), благодаря своей простоте, гибкости и хорошей расширяемости. Как показано на рисунке, IMS поддерживает множество серверов приложений, предоставляющих как обычные телефонные услуги, так и новые сервисы (обмен мгновенными сообщениями, мгновенная многоточечная связь, передача видеопотоков, обмен мультимедийными сообщениями и т.д.).
Сервисная архитектура IMS
Сервисная архитектура IMS представляет собой набор логических функций, которые можно разделить на три уровня: уровень абонентских устройств и шлюзов, уровень управления сеансами и уровень приложений.
Уровень абонентских устройств и шлюзов
На уровне абонентских устройств и шлюзов инициируется и терминируется сигнализация SIP, необходимая для установления сеансов и предоставления базовых услуг, таких как преобразование речи из аналоговой или цифровой формы в IP-пакеты с использованием протокола RTP (Realtime Transport Protocol). На этом уровне функционируют медиашлюзы, преобразующие базовые потоки VoIP в телефонный формат TDM при взаимодействии с традиционными сетями. Медиасервер обеспечивает предоставление услуг, связанных с обработкой медиапотоков, например, конференц-связь, воспроизведение оповещений, сбор сигналов DTMF, в перспективе - распознавание и синтез речи и т.п. Ресурсы медиасервера доступны всем приложениям, то есть любое приложение (IVR и т.д.), которому необходимо воспроизвести оповещение или получить цифры набранного номера, может использовать общий сервер. Медиасер-веры также поддерживают и нетелефонные функции, например, тиражирование голосовых потоков для оказания сервиса Push-to-Talk. Важно, что один медиа-сервер может работать на нужды нескольких сервисов, что обеспечивает возможность значительной оптимизации сетевой инфраструктуры.
Уровень управления вызовами и сеансами
На уровне управления вызовами и сеансами располагается функция управления вызовами и сеансами CSCF (Call Session Control Function), которая регистрирует абонентские устройства и направляет сигнальные сообщения протокола SIP к соответствующим серверам приложений. Функция CSCF взаимодействует с уровнем транспорта и доступа для обеспечения качества обслуживания по всем сервисам. Уровень управления вызовами и сеансами включает в себя сервер абонентских данных HSS (Hoте Subscriber Server), где централизованно хранятся уникальные сервисные профили всех абонентов. Профиль содержит текущую регистрационную информацию абонента (например, IP-адрес), данные роуминга, данные по телефонным услугам (например, номер переадресации), по обмену мгновенными сообщениями (список абонентов), параметры голосовой почты (например, приветствия) и т.д. Централизованное хранение позволяет различным приложениям использовать эти данные для создания персональных справочников, информации о присутствии в сети абонентов различных категорий и совмещенных услуг. Кроме того, централизация существенно упрощает администрирование пользовательских данных и гарантирует однородное представление активных абонентов по всем сервисам.
Уровень серверов приложений Следующий уровень содержит серверы приложений, которые обеспечивают обслуживание конечных пользователей. Архитектура IMS и сигнализация SIP обеспечивают возможность поддержки широкого спектра телефонных и других серверов приложений. Так, разработаны стандарты SIP для сервисов телефонии и сервисов IM. Архитектура IMS поддерживает множество серверов приложений для телефонных сервисов.
Сервер телефонных приложений TAS (Telephony Application Server) принимает и обрабатывает сообщения протокола SIP, а также определяет, каким образом должен быть инициирован исходящий вызов. Сервисная логика TAS обеспечивает базовые сервисы обработки вызовов, включая анализ цифр, маршрутизацию, установление, ожидание и перенаправление вызовов, конференц-связь и т.д. Помимо этого, TAS обеспечивает сервисную логику для обращения к медиасерверам при необходимости воспроизведения оповещений и сигналов прохождения вызова. Если вызов инициирован или терминирован в ТфОП, сервер TAS обеспечивает сигнализацию SIP к функции MGCF для выдачи команды медиашлюзам на преобразование битов речевого потока TDM (ТфОП) в поток IP RTP и направление его на IP-адрес соответствующего IP-телефона. TAS также обрабатывает триггерные точки вызова IN в соответствии с моделью телефонного вызова.
Прикладной уровень может содержать автономные независимые серверы, предоставляющие дополнительные услуги на любой стадии обслуживания вызова. К таким услугам относятся: набор номера, услуги голосовой почты, автоинформационные услуги IVR, услуги интеллектуальной маршрутизации (VPN, виртуальный номер и т.д.), услуги связи на предоплатной основе или по предо-плаченным сервисным телефонным картам, блокирование входящих и исходящих вызовов.
Также на прикладном уровне могут находиться серверы приложений SIP, не использующие модель телефонного вызова. Такие серверы взаимодействуют с клиентами абонентских устройств для предоставления сервисов присутствия, IM, PTT и т.п.
И, наконец, на этом же уровне находятся еще два сервера приложений, непосредственно отвечающих за предоставление услуг интеллектуальной сети абонентам сети NGN.
Узлы коммутации услуг: как адаптировали архитектуру NGN
Сама архитектура и идеология сетей NGN, когда голос (RTP) идет одними путями, а сигнализация - другими, наилучшим образом соответствует идеологии предоставления услуг интеллектуальной сети. Таким образом, вопрос заключался лишь в том, как адаптировать архитектуру NGN, чтобы, не меняя базовой функциональности узлов сети, обеспечить возможность предоставления интеллектуальных услуг. Для решения этой задачи концепцией IMS предусмотрено два типа узлов.
Узел коммутации услуг IM-SSF (IP Multimedia - Services Switching Function) обеспечивает взаимодействие сообщения SIP с соответствующими сообщениями CAMEL, ANSI-41, подсистем INAP (Intelligent Network Application Protocol) или TCAP (Transaction Capabilities Application Part), что, собственно, и позволяет IMS-устройствам получать доступ к услугам IN, предоставляемым на базе существующих SCP.
Поскольку, как и в ситуации с услугами, предоставляемыми в современных сетях на базе технологии CAMEL, обеспечение открытого интерфейса для предоставления услуг третьими сторонами (например, сервис-провайдерами или корпоративными клиентами оператора) сохраняет свою актуальность, концепцией IMS на прикладном уровне предусмотрен специальный тип узла - OSA-GW (Open Services Access - Gateway). Шлюз OSA-GW позволяет корпоративным приложениям получать доступ к информации о статусе присутствия абонента и к информации о состоянии вызова. Этот же шлюз обеспечивает возможность устанавливать и разрывать сеансы связи, а также независимо управлять сегментами вызова (соединениями с вызывающей и вызываемой сторонами).
Сигнализация SIP и архитектура IMS поддерживают и широкополосные мультимедийные сервисы: вещательное ТВ с вещательными (IP multicast) видеопотоками, видео по запросу, видеонаблюдение, видеотелефония, видеокон-ференц-связь, виртуальные лекционные залы и многое другое. Для реализации таких сервисов в сети должны быть установлены дополнительные мультимедийные серверы приложений.
Услуги IN в сетях следующего поколения: как это работает
При достижении вызовом триггер-ной точки TAS приостанавливает обработку вызова и проверяет профиль абонента (где содержится информация о том, какие должны быть задействованы серверы приложений) на необходимость выполнения дополнительных услуг. TAS формирует управляющее сообщение ISC (SIP IP Multimedia Service Control) и передает управление вызовом соответствующему серверу приложений или серверу OSA-GW. Этот механизм может быть использован для вызова как унаследованных сервисов IN, так и новых сервисов на базе SIP.
Сервер приложений (SIP-сервер) в свою очередь возвращает инструкции по продолжению обслуживания вызова на сервер TAS, который на их основании осуществляет дальнейшую маршрутизацию вызова, а также передает на модуль CSCF команды управления маршрутизацией голосового трафика. CSCF на основании этих команд осуществляет управление вызовом/сессией, формируя команды на управление RTP-соедине-ниями для медиашлюзов.
Таким образом, все функциональные возможности NGN SCP (назовем его так) реализуются серверами приложений, работающими с управляющей информацией, медиапотоками (если необходимо) и взаимодействующими в процессе обслуживания вызова с информационными и технологическими базами данных. Этих серверов может быть несколько, каждый из них может отвечать за свой набор услуг и располагаться в своей точке телекоммуникационной сети.
Важно, что архитектура IMS обеспечивает возможность эффективного "переиспользования" ресурсов сетевых элементов IMS, в отличие от традиционной архитектуры существующей сети. В стандартном случае использование ресурсов одних сервисных платформ для предоставления услуг другими сервисными платформами (например, IVR системы голосовой почты для предоставления автоинформационных услуг в рамках сервиса "Виртуальный номер") практически невозможно. В концепции IMS, за счет стандартного интерфейса и протокола обмена (SIP) между всеми элементами IMS, такой вариант вполне реализуем. Он просто означает, что оба сервера приложений, обеспечивающих предоставление услуг голосовой почты и виртуального номера, будут взаимодействовать.
Успешно решилась в IMS и проблема конструирования услуг. Унификация протоколов и возможность "переиспользования" отдельных элементов IMS позволяет значительно минимизировать трудовые/временные ресурсы, необходимые для разработки и внедрения новых услуг. Один сервер приложений может обеспечивать реализацию типовой функциональности для нескольких услуг (например, IVR или функции присутствия). Кроме того, такая архитектура упрощает взаимодействие между элементами разных слоев модели IMS, значительно облегчает решение задач взаимодействия, в том числе при предоставлении услуг в роуминге, а также обеспечивает возможность единых контрольных точек для решения задач авторизации и тарификации.
Что в итоге?
Операторам мобильной связи концепция IMS позволит эффективно внедрять инновационные мультимедийные услуги (мобильное телевидение и т.п.), используя унифицированную архитектуру и сервисные платформы. Процесс движения в эту сторону уже начался со стандартизации на основе концепции IMS услуги Push to talk over Cellular (PoC).
Дополнительно архитектура IMS может быть успешно использована для расширения функций сетей мобильной связи по предоставлению традиционных голосовых услуг путем объединения возможностей сетей с коммутацией пакетов и сетей с коммутацией каналов (и создания комбинированных сервисов, таких, как совместная работа над документами во время разговора и т.д.).
При этом важно, что внедривший IMS оператор мобильной связи сохраняет возможность использования всего потенциала ранее внедренных сервисных платформ (например, построенных на основе технологии CAMEL) и возможность предоставления хорошо зарекомендовавших себя услуг как традиционным абонентам, так и абонентам "следующего поколения", а новые сервисы может вводить эволюционно.
Что касается фиксированных сетей, то здесь шаги в сторону IMS продиктованы несколько другими причинами, чем у операторов мобильной связи. Точнее, причины примерно одни и те же, а вот приоритеты у них разные. Для оператора сети фиксированной связи основным приоритетом является обеспечение все более широкой полосы для своих абонентов пропорционально росту их потребностей или даже с некоторым опережением, благо технологически (xDSL, кабельные сети, широкополосный беспроводный доступ) это оказалось сделать проще, чем в мобильных сетях. Соответственно основной задачей оператора является перемещение услуг телефонии в создаваемые широкополосные сети с наименьшими затратами. По сути, IMS является единственной общепринятой концепцией SIP-коммуникаций в фиксированных сетях, опирающейся на широкий диапазон стандартов, согласованных, в том числе ETSI, и охватывающих все плоскости построения сети - от шлюзов и транспорта до дополнительных сервисов. IMS позволяет оператору фиксированной связи оптимальным образом интегрировать телефонный сервис в свою широкополосную IP-инфраструктуру, не просто предоставляя своим абонентам услуги VoIP, но и наполняя потребительскую корзину разнообразными мультимедийными услугами, которые оператор сможет внедрить, используя стандартные компоненты IMS.
Одной из наиболее востребованных услуг является услуга виртуальной АТС (Virtual PBX), получившая известность также как IP-centrex. Сочетание услуг IMS с услугами IP-centrex позволяет создавать уникальные сервисы, ориентированные и на малый бизнес, и на крупные корпорации. Самым характерным примером (хочется надеяться, что из недалекого будущего) можно считать виртуальную АТС, обслуживающую абонентов компании, административно являющихся абонентами не только фиксированных, но и мобильных сетей. Такая виртуальная АТС будет поддерживать корпоративный план нумерации, видеосвязь, совместную работу над документами, мгновенный обмен сообщениями между сотрудниками компании, а также возможность определения местоположения абонентов.
Все вышесказанное позволяет говорить, что путь эволюции концепции ИСС в условиях перехода к сетям следующего поколения в достаточной степени определился, имя ему - IMS, и этот путь позволит и дальше эффективно и динамично развиваться данному направлению телекоммуникаций, а операторам - получать от производителей и предоставлять абонентам новые сервисы вне зависимости от архитектуры используемой телекоммуникационной сети. Более того, в NGN спектр и функциональность таких сервисов будет существенно выше.
Опубликовано: Каталог "АТС. Коммутационное оборудование"-2006
Посещений: 18955
Автор
| |||
В рубрику "Системы тарификации, атоматические системы повременного учета" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
