Глава 4.СЕТИ NGN С ПРОГРАММНЫМИ КОММУТАТОРАМИ
(SOFTSWITCH)
Построение сетей NGN на базе программныхкоммутаторов
Функциональная модель сетей следующего поколения NGN [3,6] содержит следующие уровни:
1. Уровень доступа, включающий устройства агрегации абонентского трафика и средства адаптации к IP-сетям;
2. Транспортный уровень, реализующий единую среду передачи на базе IP/MPLS;
3. Уровень управления сеансами, обеспечивающий обработкусигнализации и управление медиапотоками;
4. Уровень услуг, обеспечивающий реализацию различныхуслуг посредством доступа к серверам приложений.
Основной особенностью сетей следующего поколения является разделение процессов управления и собственно передачи информации.
Этот принцип реализуется за счет того, что сигнализация обрабатывается в сетевых узлах управления – программныхкоммутаторах Softswitch (SX). На основании анализа полученнойсигнальной информации SX управляет установлением RTP-сессиимежду окончаниями (терминалами или шлюзами). Сами информационные потоки (аудио, видео) передаются в пределах RTP-сессиичерез транспортную IP-сеть, минуя программные коммутаторыSX. Таким образом, программные коммутаторы SX пропускаютчерез свои аппаратные платформы только часть контролируемоготрафика в отличии, например, от телефонных станций.
Программные коммутаторы SX (рис. 4.1) должны обеспечивать управление как собственно терминалами VoIP, так и транспортными шлюзами на границах с сетями с коммутацией каналов(ТфОП, СПС). Для взаимодействия с абонентами VoIP используются сигнальные протоколы Н.323 (глава 2) и SIP (глава 3). Соответственно, для терминалов H.323 программный коммутатор SXвыполняет функции привратника (Gatekeeper), а для пользователейSIP-функции сервера SIP-Proxy.
Рисунок 4.1 - Функциональная схема сети NGN
Важнейшей функцией SX является обеспечение корректного
взаимодействия с телефонными сетями. В этом случае SX работаетв качестве контроллера транспортных шлюзов MGC (Media GatewayController). Контроллер шлюзов MGC обеспечивает сопряжение сетей по сигнализации и управляет транспортными шлюзами.
Каждый MGC понимает и обрабатывает сигнализацию телефонных сетей: ОКС №7 (ISUP) [1], ЦАС №1 (Q.931), протокол V5.2.
Если сигнальные каналы (Е1) могут быть физически подключены
к MGC, то проблем с их обработкой не возникает. Однако, если доSX можно добраться только через IP-сеть, то необходимо обеспечить передачу сигнальной информации через пакетную сеть с сохранением не только содержимого сигнальных сообщений, но ипорядка их следования и поддержки процедур защиты от ошибок.
Эти функции выполняют сигнальные шлюзы (SGW), которые состороны телефонной сети поддерживают окончание звеньев сигнализации и с помощью протокола транзита сигнализации (SIGTRAN[3, 9]) обеспечивают надежную пересылку сигнальных сообщений в MGC. В зависимости от вида телефонной сигнализации(ОКС №7, Q.931, V5.2) существуют различные модификации протоколов адаптации SIGTRAN (M2UA, M3UA, IUA, V5UA), которые подробно описаны в следующей главе.
Транспортные шлюзы должны:
· обеспечивать прием аудио потоков из телефонной сети;
· при необходимости выполнять их перекодирование (например,из формата G.711 в G.729);
· выполнять пакетизацию речи (глава 1);
· обеспечивать контроль текущих параметров качества передачипо установленным RTP-сессиям.
Исходя из выполняемых функций транспортные шлюзы можно
разделить на:
– шлюзы соединительных линий (Trunking Gateway);
– шлюзыдоступа (Access Gateway);
– абонентскиешлюзы (Residential Gateway).
К шлюзам соединительных линий TGW подключаются потокиЕ1, в которых нет сигнальных каналов, а все 30 каналов каждогопотока Е1 используются как соединительные линии между АТС исетью NGN. Шлюзы доступа AGW обеспечивают подключениецифровых УПАТС по первичным доступам (PRA), т.е. потокам Е1,в которых по 16-тому каналу передается сигнализация Q.931. Также к AGW могут подключаться мультисервисные платформы доступа (MSAN), которые взаимодействуют с сетью по протоколуV5.2. В абонентские шлюзы RGW (иногда также называемые ин-
тегрированными устройствами доступа IAD) непосредственновключаются аналоговые и цифровые абонентские линии.
Контроллеры MGC управляют работой транспортных шлюзовпри помощи протокола H.248/MEGACO [2, 3, 12], который подробно описан в главе 6. Протокол H.248/MEGACO обладает широкими функциональными возможностями для управления транспортными шлюзами (TGW, AGW), когда MGC координирует своевзаимодействие с ТфОП посредством сигнализации ОКС №7 иQ.931. При работе с абонентскими шлюзами (RGW) протоколH.248/MEGACO обрабатывает этапы аналоговой абонентской сиг-
нализации (снял трубку, набрал цифру …) как последовательностьсобытий, о наступлении которых шлюз уведомляет MGC. Такимобразом, MGC получает сигнальную информацию от абонентов,используя только возможности протокола H.248/MEGACO.
Для защиты ядра сети NGN от внешних угроз (подробнее вглаве 7) на границе между магистральной сетью IP/MPLS и внешними сетями устанавливаются пограничные контроллеры сессийSBC (Session Border Controller). Пограничные контроллеры сессийSBC обеспечивают:
· безопасность взаимодействия IP-сетей за счет сокрытия ихвнутренней структуры;
· контроль за установлением новых соединений (Call AdmissionControl);
· управление качеством обслуживания QoS (Quality of Service).
Каждый программный коммутатор SX управляет терминаламиопределенной области (домена). Так на рис. 4.1 SX1 управляеттерминалами VoIP по протоколам H.323 и SIP, т.е. выполняетфункции сервера IP-телефонии. SX2 выполняет функции контроллера шлюзов MGC.
Взаимодействие SX между собой выполняетсяпри помощи протокола SIP-T (SIP for Telephony) [3], который кроме данных по описанию RTP-сессии (данные SDP), содержит также вложенные сигнальные сообщения (ISUP, Q.931). Между SXвозможно использование более старого протокола BICC (BearerIndependent Call Control).
Уровень услуг в сети NGN представлен различными серверамиприложений, в качестве которых могут выступать как традиционные платформы интеллектуальной сети SCP, так и открытые сервисные платформы OSP, OSA/PARLAY. Для взаимодействия SX страдиционными серверами SCP используются протоколы INAP(для стационарных сетей) и протокол CAMEL (CustomizedApplicationsforMobileNetworkEnhancedLogic) (длясетейGSM). СвязьSX с открытыми сервисными платформами может осуществлятьсячерез PARLAY-интерфейс. Для связи с WEB-порталом применяется XML.