Сети связи и системы коммутации

Размещено на http://www.allbest.ru/

Сети связи и системы коммутации

Задача 1

1. Привести описание и технические характеристики плоскости SI 3000.

Исходные данные:

Плоскость - MSAN

Решение.

Современная телекоммуникационная среда диктует необходимость непрерывного совершенствования и модернизации сетевой инфрастуктуры. Привлекательные прибыльные услуги и оптимизация эксплуатационных расходов требуют постоянного наращивания пропускной способности сетей абонентского доступа.

Для удовлетворения существующих и будущих потребностей абонентов компания Iskratel разработала один продукт для эволюционного развития сетевого доступа -- SI3000 Multi Service Access Node (SI3000 MSAN).

SI3000 MSAN, мультисервисный узел абонентского доступа SI3000, представляет собой наиболее универсальный из существующих на данный момент вариант развертывания абонентского доступа. Он обеспечивает любые комбинации доставки высокоскоростных, мультимедийных или речевых услуг по фиксированным и беспроводным соединениям.

Универсальность вариантов сетевого доступа.

Узел SI3000 MSAN обеспечивает реализацию мультимедийных услуг, услуг передачи речи и данных с использованием различных интерфейсов пользователя. Он является оптимальным решением для плавного внедрения услуг Triple Play или расширения их спектра для абонентов квартирного сектора и бизнес-абонентов.

SI3000 MSAN совместим с различными сетевыми конфигурациями. Этот продукт может работать как с традиционными системами ТФОП, так и с IP-сетями, ориентированныминаNGN/IMS. Разнообразные варианты конфигурации этого продукта позволяют использовать его в качестве различных устройств -- от узла с функциями только TDM-доступа с возможностью подключения к сетям TDM, узла с функциями широкополосного доступа по DSL и FTTx и до узла с функциями беспроводного доступа с возможностью подключения к IP-сети.

Усовершенствованная архитектура IP-плат.

В SI3000 MSAN используется стандартизованная технология внутренней сети Gigabit and 10 Gigabit. Она обеспечивает высокую пропускную способность передачи агрегированного трафика и эффективное взаимодействие абонентских плат. Такая внутренняя структура обеспечивает разнообразные варианты доступа и необходимые интеллектуальные свойства. Гарантируется резервирование и постоянная эксплуатационная готовность элементов.

Задача 2

Мультисервисный узел абонентского доступа MSAN

1. Привести подробное описание абонентского доступа MSAN (Multi Service Access Node).

2. Привести описание плат MSAN.

Исходные данные приведены в таблице 1.

Исходные данные:

Абонентский доступ- Оптоволокно

Плата MSAN - 10 Gigabit Ethernet

Решение

1. SI3000 MSAN, мультисервисный узел абонентского доступа SI3000, представляет собой наиболее универсальный из существующих на данный момент вариант развертывания абонентского доступа. Он обеспечивает любые комбинации доставки высокоскоростных, мультимедийных или речевых услуг по фиксированным и беспроводным соединениям.

Абонентский доступ: по оптоволокну.

Этот вариант используется в качестве узла доступа и обеспечивает максимально возможную полосу пропускания и неограниченные возможности по реализации услуг. SI3000 MSAN обеспечивает возможность сценариев реализации с FTTH или FTTx.

Доступ по оптоволокну, благодаря более высоким скоростям передачи и способности объединять несколько потоков услуг в одном соединении, обеспечивает множество преимуществ. Унифицированная доставка услуг следующего поколения является хорошей альтернативой выделенным соединениям для транспортировки услуг. Такое объединение услуг обеспечивает значительную экономию на издержках и позволяет существенно упростить структуру сетей.

Решены вопросы по полосе пропускания. Один оптоволоконный кабель для всех услуг. Многочисленные возможности FTTx -- РЧ оверлей для услуг CATV

Предлагает три варианта развертывания оптоволоконного доступа: доведение оптической линии непосредственно до пользователя (FTTC) и доведение оптической линии до кабельного шкафа или здания (FTTB).

1. FTTC

FTTC предусматривает комбинированное использование оптических соединений с уже существующими возможностями связи по проводным линиям на базе технологий DSL. Использование корпусов типа «shelter» наружного исполнения  (ODU-M) позволяет размещать узел SI3000 MSAN в густонаселенных окрестных районах и подводить волоконные линии максимально близко к абонентам. В FTTC используются преимущества, обеспечиваемые высокой производительностью оптоволоконных линий и низкой стоимостью имеющихся медных линий.

2. FTTB

Вариант FTTB обеспечивает оптимизированную по стоимости доставку высокоскоростных услуг для целых зданий. Развертывание соединений Fast- и Gigabit Ethernet для конечных пользователей выполняется с использованием неэкранированных витых пар (UTP). В случае уже существующих медных линий в этом решении используется технология VDSL2 или ADSL2+ и тем самым обеспечивается сопоставимая пропускная способность соединений.

В варианте FTTB предусмотрено использование корпуса ипа «shelter» внутреннего исполнения (IDU-M) с источником питания и интерфейсами управления, позволяющими достичь оптимальной производительности узла доступа.

3. FTTH

Двухточечные оптоволоконные соединения являются наиболее подходящей и перспективной технологией доступа для существующих и будущих вариантов инфраструктуры доставки услуг. Оптические интерфейсы обеспечивают симметричную скорость передачи до 1 Гбит/с в направлении каждого отдельного дома.

Технология FTTH считается наиболее перспективным способом   доставки   услуг   связи   и развлечений.

Технология   FTTH,  благодаря   используемым  в ней стандартизованным элементам, становится все более привлекательным вариантом для инвестиций.

2. В масштабируемой платформе MSAN предусмотрены монтажные позиции (слоты) для установки коммутационных и сервисных плат, за счет чего достигается гибкость окончательной конфигурации узла.

Плата 10 Gigabit Ethernet.

Плата коммутатора Ethernet обеспечивает до 4 интерфейсов GE и 2 интерфейсов 10 GE.

Плата коммутатора 10 GE является центральной платой SI3000 MSAN. Благодаря наличию двух 10 GE и четырех GE модульных сетевых интерфейсов эта плата является перспективной операторской платформой коммутации и агрегации плат MSAN и внешних сетевых элементов с расширенными сетевыми возможностями. Данная плата обеспечивает как очень широкую полосу пропускания, так и гибкость при построении различных сетевых топологий, например каскадирование и кольца Ethernet.

Поддержка многоадресной IP-передачи и повышенного качества обслуживания (QoS).

Плата коммутатора 10 GE Ethernet обеспечивает расширенные механизмы сетевой защиты. Они обеспечивают конфиденциальность пользователей и предотвращают от случайных и злонамеренных атак.

Встроенный интеллектуальный механизм многоадресной передачи поддерживает самые современные видеоприложения, такие как IPTV, HDTV и видеоконференцсвязь, поскольку он обеспечивает управление сигнальной информацией для многоадресной передачи и сокращение объема этой информации, а также тиражирование видеопотоков в выделенном тракте.

В дублированной конфигурации SI3000 MSAN, плата коммутатора 10 GE использует протокол восстановления EAPS для крупных кольцевых топологий.

Преимущества:

§ Размер таблицы МАС составляет 32 000

§ EAPS: восстановление менее 50 мс в крупных кольцевых решениях

§ Управление секцией

§ Поддержка расширенных функций многоадресной передачи

Задача 3

Система управления SI3000

1. Привести подробное описание приложения в системе управления SI3000. Перечислить преимущества системы SI3000 MNS.

Исходные данные:

Приложение - Performance and Quality Manager

Решение

SI3000 PQMS предоставляет структуру, с помощью которой осуществляются сбор, обработка и отображение данных о рабочих характеристиках на сетях, содержащих как оборудование компании Iskratel, так и определенные сторонние продукты. Основными задачами SI3000 PQMS являются наблюдение и контроль за такими параметрами, которые отражают функционирование сетевых элементов и особенно полезны для измерений QoS применительно к предоставлению IP-услуг.

Кроме того, данное решение позволяет реализовать необходимый открытый интерфейс для поддержки взаимодействия с вышестоящей подсистемой управления рабочими характеристиками (Performance Management), принадлежащей обычной системе обеспечения качества Service Assurance OSS.

Преимущества системы SI3000 MNS: - централизованное управление и мониторинг сетевых элементов Iskratel и сторонних производителей; - интеграция с системами поддержки эксплуатации (OSS) и системами поддержки бизнеса (BSS); - унифицированный графический интерфейс пользователя для всех семейств сетевых элементов; - массовое конфигурирование и эксплуатация на основе мастерпрограмм (wizard); - функции сервера автоконфигурирования (ACS); - многопользовательская среда управления; - наращиваемая емкость системы; - более низкие эксплуатационные расходы; - масштабируемое развертывание.

Система SI3000 MNS может быть установлена на экономичных аппаратных платформах в соответствии с требованиями, предъявляемыми к конкретному варианту управления сетью. При необходимости управления сетью малого размера система SI3000 MNS устанавливается на одиночном сервере. Для крупных сетей требуется распределенная установка SI3000 MNS с использованием многоплатной серверной аппаратной архитектуры. Для решений по управлению и мониторингу, устойчивых к отказам или авариям, предусмотрена возможность работы на базе кластерной структуры.

Задача 4

Программный коммутатор (CS) SI3000

1. Привести назначение программного коммутатора (CS) SI3000.

2. Согласно исходных данных своего варианта, привести подробное описание услуги программного коммутатора (CS) SI3000.

Исходные данные:

Услуга - Тарификация услуг

Решение

1 Программный коммутатор (CS) SI3000 играет центральную роль в коммуникационных решениях для сетей следующего поколения. Он обеспечивает услуги передачи речи, данных и мультимедиа. Используя различные протоколы, коммутатор управляет элементами сети NGN, услугами, вызовами и соединениями. Расширение спектра услуг Системы цифровых телефонных станций в сфере ТфОП уже предоставляют пользователям широкий спектр услуг.

Функциональность SI3000 CS обеспечивает использование системы на уровне местной станции (класс 5), транзитной станции (класс 4) или комбинации этих двух вариантов. Спектр услуг В число услуг SI3000 CS входят услуги, хорошо знакомые домашним абонентам, а также бизнес-услуги, доступные в решении УПАТС. Услуги сгруппированы в семейства в соответствии с поддерживаемыми ими сценариями вызовов. Основные голосовые услуги SI3000 CS поддерживает основные голосовые услуги, поддерживаемые аналоговыми и пакетными терминалами SIP, MGCP и H.248. Логическая структура программного коммутатора SI3000 CS представлена на рис.1.

Рисунок 1. Логическая структура программного коммутатора SI3000 CS

Таблица 1. Характеристики производительности SI3000 CS при различных типах используемых процессоров

2 Тарификация услуг.

Информация по тарификации вызовов быстро доставляется абонентам с любыми типами портов. Интегрированные приложения обеспечивают биллинг или контроль стоимости по отдельным абонентам или группам абонентов за определенный период времени; - пользователям с предоплатой услуги доступны до тех пор, пока не будет исчерпана сумма, внесенная на счет предоплаты (даже во время вызова) конференции.

Задача 5

Протоколы IP телефонии

1. Привести структуру и дать подробное описание протокола IP - сети согласно исходных данных своего варианта.

Исходные данные - Протокол SIP, BICC

Решение

Протокол инициирования сеансов - Session Initiation Protocol (SIP) является протоколом прикладного уровня и предназначается для организации, модификации и завершения сеансов связи: мультимедийных конференций, телефонных соединений и распределения мультимедийной информации. Пользователи могут принимать участие в существующих сеансах связи, приглашать других пользователей и быть приглашенными ими к новому сеансу связи. Протокол SIP разработан группой MMUSIC (Multiparty Multime, dia Session Control) комитета IETF (Internet Engineering Task Force),. основу протокола рабочая группа MMUSIC заложила следующие принципы:

- Персональная мобильность пользователей. Пользователи могут перемещаться без ограничений в пределах сети, поэтому услуги связи должны предоставляться им в любом месте этой сети. Пользователю присваивается уникальный идентификатор, а сеть предоставляет ему услуги связи вне зависимости от того, где он находится.

- Масштабируемость сети. Она характеризуется, в первую очередь, возможностью увеличения количества элементов сети при её расширении. Серверная структура сети, построенной на базе протокола SIP, в полной мере отвечает этому требованию.

- Расширяемость протокола. Она характеризуется возможностью дополнения протокола новыми функциями при введении новых услуг и его адаптации к работе с различными приложениями.

Другой важной особенностью протокола SIP является то, что он приспособлен к организации доступа пользователей сетей IP-телефонии к услугам интеллектуальных сетей, и существует мнение, что именно этот протокол станет основным при организации связи между указанными сетями.

Одной из важнейших особенностей протокола SIP является его независимость от транспортных технологий.

Рисунок 1. Архитектура сети SIP

В некотором смысле прародителем протокола SIP является протокол переноса гипертекста - НТТР. Протокол SIP унаследовал от него синтаксис и архитектуру «клиент-сервер».

Клиент выдает запросы, в которых указывает, что он желает получить от сервера. Сервер принимает запрос, обрабатывает его и вы, дает ответ, который может содержать уведомление об успешном выполнении запроса, уведомление об ошибке или информацию, затребованную клиентом. Управление процессом обслуживания вызова распределено между разными элементами сети SIP. Основным функциональным элементом, реализующим функции управления соединением, является терминал. Остальные элементы сети отвечают за маршрутизацию вызовов, а в некоторых случаях предоставляют дополнительные услуги.

Терминал В случае, когда клиент и сервер взаимодействуют непосредствен, но с пользователем (т.е. реализованы в оконечном оборудовании пользователя), они называются, соответственно, клиентом агента пользователя - User Agent Client (UAC) - и сервером агента пользователя - User Agent Server (UAS). Следует особо отметить, что сервер UAS и клиент UAC могут (но не обязаны) непосредственно взаимодействовать с пользователем, а другие клиенты и серверы SIP этого делать не могут. Если в устройстве присутствуют и сервер UAS, и клиент UAC, то оно называется агентом пользователя - User Agent (UA), а по своей сути представляет собой терминальное оборудование SIP. Кроме терминалов определены два основных типа сетевых эле, ментов SIP: прокси,сервер (proxy server) и сервер переадресации (redirect server).

Прокси_сервер - представляет интересы пользователя в сети. Он принимает запросы, обрабатывает их и, в зависимости от типа запроса, выполняет опреде, ленные действия. Это может быть поиск и вызов пользователя, маршрутизация запроса, предоставление услуг и т.д. Прокси-сервер состоит из клиентской и серверной частей, поэтому может принимать вызовы, инициировать собственные запросы и возвращать ответы.

Сервер переадресации предназначен для определения текущего адреса вызываемого пользователя. Вызывающий пользователь передает к серверу сообщение с известным ему адресом вызываемо, го пользователя, а сервер обеспечивает переадресацию вызова на текущий адрес этого пользователя. Для реализации этой функции сервер переадресации должен взаимодействовать с сервером определения местоположения. Сервер переадресации не терминирует вызовы как сервер RAS и не инициирует собственные запросы как прокси-сервер.

Сервер определения местоположения пользователей. Пользователь может перемещаться в пределах сети, поэтому необходим механизм определения его местоположения в текущий момент времени. Для хранения текущего адреса пользователя служит сервер определения местоположения пользователей, представляющий собой базу данных адресной информации.

Протокол BICC

Для взаимодействия Softswitch между собой теоретически должен применяться протокол BICC (Bearer Independent Call Control), разработанный МСЭ. И хотя на практике более популярным становится второй протокол - SIP (SIP-T), разработанный IETF, протокол BICC успешно используется до сих пор, например в решениях Ericsoon.

При разработке данного протокола обязательным требованием являлась поддержка сигнальных сообщений ISUP, поскольку протокол должен был облегчить операторам переход к ССП и обеспечить взаимодействие новой мультисервисной сети с существующими сетями ISDN. Фактически протокол BICC рассматривался как еще одна прикладная подсистема сигнализации ОКС7, обеспечивающая экономичный переход к мультисервисной сети с сохранением большей части сигнального оборудования ISUP сетей с временным разделением каналов TDM. В свое время данный протокол позволил операторам, не желавшим вкладывать инвестиции в дальнейшее развитие TDM-сетей, предоставлять уже существующие услуги ТфОП/ISDN в пакетных сетях, а также поддерживать взаимодействие имеющихся узлов коммутации TDM узлами пакетной сети и взаимодействие узлов коммутации TDM через пакетную сеть.

Архитектура BICC предусматривает, что вызовы будут входить в сеть и выходить из нее с поддержкой BICC через интерфейсы узлы обслуживания - Interface Serving Nodes (ISN), - предоставляющие сигнальные интерфейсы между узкополосной ISUP (сетью ТфОП/ISDN с коммутацией каналов) и одноранговым узлом ISN (находящимся в пакетной сети). Также определены:

транзитный узел обслуживания (Transit Serving Node (TSN)) - этот тип узла обеспечивает транзитные возможности в пределах одной сети. Служит для обеспечения возможности предоставления услуги ТфОП/ISDN внутри своей сети;

пограничный узел обслуживания (Gateway Serving Node (GSN)) - этот тип узла обеспечивает выполнение функций межсетевого шлюза для информации вызова и транспортировки, используя BICC-протокол. Обеспечивает соединение двух областей BICC, принадлежащих двум разным операторам, и это соединение состоит из двух узлов GSN, непосредственно связанных друг с другом.

Рисунок 2. Протокол BICC

телекоммуникационный архитектура сеть

На рисунке 2 представлены узлы всех рассмотренных типов. Имеются также промежуточные коммутаторы, через которые тракт проключается при помощи сетевой сигнализации. Эти коммутаторы характерны для сетей АТМ и в терминах BICC называются узлами ретрансляции носителя - Bearer Relay Nodes (BRN) или коммутирующими узлами - Switching Nodes (SWN), но не все сетевые технологии требуют их наличия.

Задача 6

Основные сценарии IP- телефонии

1. Привести сценарий IP - телефонии и его подробное описание согласно исходных данных своего варианта.

Исходные данные:

Сценарий - Компьютер - телефон

Решение

Сценарий - «компьютер- телефон» - находит применение в разного рода справочно-информационных службах Интернет, в службах сбыта товаров или в службах технической поддержки. Пользователь, подключившийся к cepвepy WWW какой-либо компании, имеет возможность обратиться к оператору справочной службы. Этот сценарий в ближайшие несколько лет будет, по всей вероятности, более активно востребован деловым сектором. Компании будут использовать данную технологию для наращивания своих WеЬ - страниц (и своего присутствия во всемирной паутине). Пользователи компьютеров смогут просматривать в «реальном времени» каталоги, почти мгновенно заказывать товары и получать множество других услуг. Это вполне соответствует стилю жизни современных потребителей, связанному с потребностью в дополнительных удобствах и экономии времени. Уже сегодня осознаются все выгоды и удобства централизованного приобретения предметов широкого потребления (например, компакт-дисков, книг, программного обеспечения и т. д.) и уже привычно совершаются операции электронной коммерции.

В рамках проекта TIPHON рассматриваются две модификации этого сценария IP-телефонии:

* от компьютера (пользователя IP-сети) к телефону (абоненту ТфОП), в частности, в связи с предоставлением пользователям IP-сетей доступа к телефонным услугам, в том числе, к справочно-информационным услугам и к услугам Интеллектуальной сети;

* от абонента ТфОП к пользователю IP-сети с идентификацией вызываемой стороны на основе нумерации по Е.164 или IP-адресации.

Проект TIPHON заслуживает более пристального внимания, и уже было обещано посвятить ему целиком следующий параграф этой главы.

В первой из упомянутых модификаций сценария «компьютер -телефон» соединение устанавливается между пользователем IP-сети и пользователем сети коммутации каналов (рисунок 3). Предполагается, что установление соединения инициирует пользователь IP-сети.

Рисунок 3В. ызов абонента ТфОП пользователем IP-сети по сценарию "компьютер - телефон"

Шлюз (GW) для взаимодействия сетей ТфОП и IP может быть реализован в отдельном устройстве или интегрирован в существующее оборудование ТфОП или IP-сети. Показанная на рисунке сеть СКК может быть корпоративной сетью или сетью общего пользования.

В соответствии со второй модификацией сценария «компьютер -телефон» соединение устанавливается между пользователем IP-сети и абонентом ТфОП, но инициирует его создание абонент ТфОП (рисунок 4).

Рисунок 4. Пользователя IP-сети вызывает абонент ТФОП по сценарию "компьютер - телефон"

телекоммуникационный архитектура сеть

Рассмотрим несколько подробнее пример представленной на рисунке 4 упрощенной архитектуры системы IP-телефонии по сценарию «телефон-компьютер». При попытке вызвать справочно-информационную службу, используя услуги пакетной телефонии и обычный телефон, на начальной фазе абонент А вызывает близлежащий шлюз IP-телефонии. От шлюза к абоненту А поступает запрос ввести номер, к которому должен быть направлен вызов (например, номер службы), и личный идентификационный номер (PIN) для аутентификации и последующего начисления платы, если это служба, вызов которой оплачивается вызывающим абонентом. Основываясь на вызываемом номере, шлюз определяет наиболее доступный путь к данной службе.

Кроме того, шлюз активизирует свои функции кодирования и пакетизации речи, устанавливает контакт со службой, ведет мониторинг процесса обслуживания вызова и принимает информацию о состояниях этого процесса (например, занятость, посылка вызова, разъединение и т.п.) от исходящей стороны через протокол управления и сигнализации. Разъединение с любой стороны передается противоположной стороне по протоколу сигнализации и вызывает завершение установленных соединений и освобождение ресурсов шлюза для обслуживания следующего вызова.

Для организации соединений от службы к абонентам (рисунок 4) используется аналогичная процедура. Популярными программными продуктами для этого варианта сценария IP-телефонии «компьютер-телефон» являются IDT Net2Phone и DotDialer, организующие вызовы к обычным абонентским телефонным аппаратам в любой точке мира.

Эффективность объединения услуг передачи речи и данных является основным стимулом использования IP-телефонии по сценариям «компьютер-компьютер» и «компьютер-телефон», не нанося при этом никакого ущерба интересам операторов традиционных телефонных сетей.

Список использованных источников

1.Гольдштейн, А.Б. SOFTSWITCH / А.Б. Гольдштейн, Б.С. Гольдштейн. - Санкт-Петербург: БХВ-Петербург, 2014.

2. Гольдштейн, Б.С. IP-телефония / Б.С. Гольдштейн, А.В. Пинчук, А.Л. Суховицкий. - Санкт-Петербург: БХВ-Петербург, 2014.

3. Росляков, А.В. Зарубежные и отечественные платформы сетей NGN. Учебное пособие / А.В. Росляков. - Москва: Горячая линия - Телеком, 2014.

Размещено на Allbest.ru