Курс 3 Специальность 210401-Физика и техника оптической связи Научный

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Физико-технический факультет

Кафедра оптоэлектроники

КУРСОВАЯ РАБОТА

АРХИТЕКТУРА
NGN
И
IP
ТЕЛЕФОНИЯ

Автор работы Баранник Владимир Георгиевич
_____________

Курс 3

Специальность 210401-Физика и техника оптической связи

Научный

руководитель Кикоть Л.А. ст. преподаватель _____________

Нормоконтролер Прохорова И.А. инженер _____________

Краснодар 2006

РЕФЕРАТ

Баранник В.Г. АРХЕТЕКТУРА NGN И IP ТЕЛЕФОНИЯ. Курсовая работа: 49 с., 18 рис., 1 табл., 12 использованных источников.

IP-ТЕЛЕФОНИЯ ОКС7 ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЕ СЕТИ ШЛЮЗ СИГНАЛИЗАЦИИ

КОНВЕРГЕНЦИЯ СЕТЕЙ СЕТЬ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ (NGN) СЕМЕЙСТВО

ПРОТОКОЛОВ H.323.

Объектом разработки данной курсовой работы является технология передачи речи и факсов по цифровым сетям с коммутацией пакетов, работающих по протоколу IP(Internet Protocol)- IP телефония. Целью работы является анализ взаимодействия NGN и IP телефонии и их функционирование.

В результате выполнения курсовой работы рассмотрены основные протоколы IP телефонии, выявлены их достоинства и недостатки, рассмотрены основные модели обеспечения качества обслуживания и произведен общий анализ данной технологии в контексте NGN.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ ………………………………………………………………………………...4

1. ОСНОВЫ IP ТЕЛЕФОНИИ …………………………………………………………....5

1.1.Рекомендации МСЭ-Т ……………………………………………………...7

1.2. H.323 ………………………………………………………………………..7

1.3. H.248 ………………………………………………………………………..9

1.4. Стандарты компрессии речи ..…………………………………………...10

1.5. Стандарты факсимильной связи на базе IP …..…………………………12

2. ПОДКЛЮЧЕНИЕ К IP СЕТИ ………………………………………………………..13

2.1. Принципы построение узла IP-телефонии ……………………………….13

2.2. Выбор подхода к организации узла IP-телефонии ………………………16

2.3. Построение узла IP-телефонии ……………………………………………17

2.4. Биллинговая система для операторов IP-телефонии …………………...19

3. ПЕРЕДАЧА ОКС7 ЧЕРЕЗ IP …………………………………………………………21

3.1. Традиционная архитектура ОКС7 …………………………………………21

3.2. Протокол SCTP ……………………………………………………………...23

3.3. Уровень адаптации M2PA ………………………………………………….24

3.4. Уровень адаптации M3UA ………………………………………………....25

3.5. Уровень адаптации SUA ……………………………………………………27

4. ОСНОВНЫЕ МОДЕЛИ ОБЕСПЕЧЕНИЯ КАЧЕСТВА ОБСЛУЖИВАНИЯ

В СЕТЯХ IP ……………………………………………………………………………29

4.1. Технология дифференцированного обслуживания ……………………….29

4.2. MPLS …………………………………………………………………………30

4.3. RSVP ………………………………………………………………………….32

4.4. IPv6 …………………………………………………………………………...34

5. УСЛУГИ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СЕТИ ДЛЯ IP-ТЕЛЕФОНИИ ………………...37

5.1. Конвергенция Интеллектуальной сети и IP-телефонии …………………...39

5.2. Доступ к услугам ИС из сети H.323 ………………………………………...41

ЗАКЮЧЕНИЕ .………………………………………………………………...…………....48

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ ...……………………………………49

ВВЕДЕНИЕ

Сегодня основной тенденцией развития телекоммуникаций является рост увеличения

трафика IP-связи на фоне возрастающих трудностей, с которыми сталкиваются операторы

традиционной телефонии. Это и инерционность к внедрению новых технических решений, появление конкуренции со стороны мелких провайдеров. Все больше появляется небольших операторов, которые инвестируют современные технологии, открывающие пользователю новые возможности и услуги, и это становится основным двигателем рынка.

Многие фирмы предлагают свою концепцию создания сети нового поколения. Сегодня

сети NGN пока не существует, и можно говорить лишь о конвергентной сети, являющейся

промежуточным этапом на пути к мультисервисной сети. Но это лишь пока. Суть сети

нового поколения сводится к потребности получить любую информацию в любом виде в

любой точке. Здесь играют роль многие факторы: транспортные технологии, услуги,

информационная составляющая, тарификация, взаиморасчеты.

Перед операторами связи возникает множество вопросов: обеспечение качества

обслуживания, организация межпротокольного взаимодействия, предоставление надежного

транспорта, набор услуг — это лишь некоторые из тех проблем, которые требуют решений.

За достаточно короткую историю развития IP-телефонии появились три основных

конкурирующих семейства протоколов: H.323, SIP и MGCP/MEGACO. Рекомендация H.323 появилась первой среди этих стандартов, и является самым распространенным набором протоколов, используемым в сетях IP-телефонии в России, т. к. особенно хорошо подходит для взаимодействия с ТфОП. Следующим по популярности после H.323 является протокол SIP, который базируется на взаимодействии клиент-сервер и служит для предоставления расширенных услуг на базе IP-сетей. Следует отметить новую версию протокола — SIP-T, служащую для переноса сообщений ОКС №7 в виде MIME-объектов между контроллерами сигнализации. В основе семейства протоколов MGCP/MEGACO лежит принцип декомпозиции шлюза. Если говорить о протоколах сетей с коммутацией каналов, то среди них можно выделить протокол сигнализации ОКС№7 и DSS1. В основе них лежит принцип передачи информации управления вызовом в цифровом виде, причем путь ее следования может не совпадать с речевой информацией.

Таким образом, проблема взаимодействия внутри сетей, построенных по различным

протоколам, представляется крайне важной и актуальной на сегодняшний день. В данной курсовой описываются основные аспекты взаимодействия NGN и IP телефонии и их функционирования.

1. ОСНОВЫ
IP
-ТЕЛЕФОНИИ

IP телефония – сравнительно новая технология. Первый пакет программного обеспечения для IP-телефонии был предложен в начале 1995.г. фирмой VocalTec (Израиль). В 1996.г. появился первый специализированный шлюз, выпущенный совместно компаниями VocalTec и Dialogic.

Протокол IP является протоколом сетевого уровня и входит в стек протоколов TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol), первоначально разработанный для сети ARPANET Министерства обороны США. Его назначением было объединение компьютеров в разнородных сетях[10]. Этот протокол получил широкое распространение в мире. В ТСР/IP не специфицированы технологии и стандарты, использующиеся на канальном и физическом уровне. На этих уровнях могут применяться разнообразные технологии локальных и глобальных сетей (Ethernet, FDDI, SDH, ATM, X.25, Frame Relay и др.).

Основными функциями протокола IP является: организация датаграмм, логическая адресация и маршрутизация пакетов в сети. В настоящее время используется 4-я версия протокола IP (IP v.4) и планируется переход к 6-й версии (IP v.6).

На транспортном уровне используются протоколы TCP и UDP. TCP - это ориентированный на соединение протокол, он обеспечивает надежную транспортировку данных между прикладными программами, благодаря использованию подтверждений после приема данных и механизма нумерации очередей. В отличие от TCP, протокол UDP обеспечивает негарантированную доставку датаграмм получателю и не поддерживает виртуальные соединения, повторную передачу и переупорядочивание пакетов, в нем отсутствуют и встроенные функции управления потоком данных. Для поддержки общения абонентов в реальном масштабе времени использование повторных передач недопустимо, поскольку это увеличивает задержку. Кроме того, протокол TCP позволяет установить соединение только между двумя конечными точками и, следовательно, не подходит для многоадресной передачи. Поэтому в этих случаях используется транспортный протокол UDP.

В IP-телефонии возможны различные варианты соединений, далее будут рассмотрены наиболее распространенные из них (рисунок 1).

Рисунок 1 - Возможные варианты соединений

ПК одного пользователя - телефонный аппарат (ТА) другого пользователя

.

Этот вариант (а на рисунок 1) находит применение в различных справочных и информационных службах Интернет. Пользователь, подключившись к WWW-серверу какой-либо компании, может переговорить с оператором справочной службы. Для этого пользователь выбирает соответствующий пункт меню на WWW-странице, после чего будет установлено речевое соединение между ним и оператором справочной службы.

ПК одного пользователя

- ПК другого пользователя

.
Речь передается только по сети передачи данных, без выхода в телефонную сеть (б она рисунок 1). Для реализации этого сценария, необходимы компьютеры, оснащенные средствами мультимедиа и подключенные к сети Интернет.

ТА одного пользователя - ТА другого пользователя

.
Этот вариант наиболее распространенный (в на рисунок 1). Он сложнее и более дорогостоящий, однако, качество значительно выше. Для того чтобы воспользоваться этой услугой, абонент набирает номер доступа провайдера услуг IP-телефонии, далее пользователь вводит идентификационный номер и номер вызываемого абонента, после чего устанавливается соединение[8].

1.1 РЕКОМЕНДАЦИИ МСЭ-Т

Первое оборудование IP-телефонии строилось по фирменным решениям, что привело к появлению большого числа несовместимых продуктов. Возникла необходимость в стандартизации. В январе 1998 г. МСЭ-Т была принята вторая версия рекомендации Н.323, которая стала основным стандартом в IP-телефонии. Н.323 - это одна из рекомендаций большой серии Н.32х, предназначенной для стандартизации мультимедийной конференц-связи в различных типах сетей, таких как ISDN, ТфОП и др. Первая версия Н.323, предназначавшаяся для локальных сетей, была выпущена в 1996г. Она определяет порядок взаимодействия между системами передачи мультимедийной информации (в том числе, в реальном времени) в сетях с КП, которые могут не обеспечивать гарантированного качества обслуживания. Наибольшее применение этот стандарт получил в сетях на базе ЕР. Вторая версия стандарта была адресована реализации мультимедийной конференц-связи в глобальных сетях.

В августе 2000 г. МСЭ-Т и рабочая группа Megaco в EETF объявили об окончании работы над рекомендацией Н.248 (ранее имевший название H.GCP).

1.2 Н.323

Рекомендация Н.323 определяет 4 компонента системы связи: привратник (Gatekeeper, иногда переводится как диспетчер), шлюз (Gateway), устройство управления многоточечной конференцией (Multipoint Control Unit, MCU) и терминал (рисунок 3). Вся сеть разбита на зоны. Зона определяется как совокупность всех терминалов, шлюзов и MCU, за работу которых ответственен один привратник[7].

Шлюз реализует следующие основные функции:

· преобразование при передаче аналоговых речевых и служебных сигналов в цифровую форму, включая кодирование со сжатием, упаковку их в IP-пакеты и обратные преобразования на приеме;

· организацию интерфейсов с сетями ТфОП, Интернет и др.;

· распознавание импульсного и тонового набора номера;

· подавление эха и пауз.

Большая часть этих функций реализуется на прикладном уровне. Шлюз может представлять собой ПК с дополнительными платами, которые называют телефонными или речевыми. Это специализированные устройства, которые построены на базе цифровых процессоров обработки сигналов и выполняют при минимальном участии ПК все функции шлюзов, включая подавление эха. Наиболее сложной и важной частью в телефонной плате является кодек (кодер-декодер) или вокодер, осуществляющий кодирование аналоговых сигналов со сжатием.

Рисунок 2 - Архитектура сети Н.323

Привратник выполняет функции по управлению доступом в IP-сеть, шириной полосы пропускания и адресацией. Кроме того, он осуществляет управление шлюзами и терминалами своей зоны, исполняет функции службы каталогов, контролирует счета пользователей.

Н.323-терминалы - это устройства, с помощью которых пользователи могут взаимодействовать друг с другом в реальном времени. Примерами терминалов могут служить ПК с программным обеспечением аудио - или видео-конференций или так называемые интернет-телефоны. Для организаций конференций между тремя и более участниками сеть должна содержать устройство MCU (Multipoint Control Unit).

Взаимодействие между шлюзом и терминалом происходит по протоколам Н.245 и

Q.931 (абонентская сигнализация DSS1).

Рекомендация Н.323 представляет из себя зонтичный набор стандартов (рисунок 3). В части аудио все компоненты Н.323 должны поддерживать стандарт на оцифровку речи G.711 (ИКМ); другие методы компрессии, такие как G.722, G.723, G.728 и GJ29 рассматриваются в качестве факультативных[4]. В части видео поддерживаются два стандарта: Н.261 и более новый Н.263.

Для передачи речи по сетям с КП в Н.323 предусмотрены протокол реального времени (RTP, Real Time Protocol) и управляющий протокол реального времени (Real Time Control Protocol RTCP), разработанные IETF (рисунок 3).

Рисунок 3 - Стек протоколов Н.323

Большинство производителей заявляет о поддержке Н.323. Однако зачастую оборудование одних производителей, построенное по рекомендации Н.323, не может взаимодействовать с оборудованием, построенном на базе этого же стандарта другими производителями, из-за различий в деталях реализации стандарта.

1.3 Н.248

Рабочая группа Megaco в IETF и МСЭ-Т разработали совместно протокол Н.248 (ранее имевший название H.GCP). В августе 2000 г. МСЭ-Т объявила об окончании работы над этой рекомендацией.

Согласно этой рекомендации шлюз разделяется на три функциональных объекта: шлюз сигнализации (Signaling Gateway, SG), транспортный шлюз (Media Gateway, MG) и контроллер транспортного шлюза (Media Controller, MGC) (рисунок 4). Поскольку в ОКС № 7 не предусмотрено взаимодействие с сетями с КП, и в частности с сетями IP, эти задачи возложены на шлюз сигнализации.

Шлюз сигнализации выполняет функцию транзитного пункта сигнализации для сети с КК. Он принимает пакеты сигнализации трех нижних уровней модели ОКС № 7 и передает сигнальные сообщения верхнего, пользовательского уровня на контроллер транспортного шлюза (MGC). MGC выполняет процедуры сигнализации Н.225 (RAS), Q.931 и Н.245 и по протоколу управления шлюзами MGCP (Media Gateway Control Protocol) передает управляющую информацию на транспортный шлюз. Основная задача MGC - управлять работой транспортного шлюза, т.е. осуществлять контроль за соединениями, использованием ресурсов, трансляцией протоколов и т.п. Протокол MGCP был разработан несколькими компаниями, включая Lucent и Telcordia, и был опубликован, как информативный в IETF. Рекомендация Н.248 была разработана на основе MGCP.

Одним из недостатков MGCP является то, что он достаточно сложен для небольших приложений, поэтому его рекомендуется использовать на крупных магистральных сетях операторов.

Рисунок 4 - Функциональная модель сети (шлюз состоит из трех элементов)

1.4 Стандарты компрессии речи

При передаче речи в несжатом виде используется большая полоса пропускания, поэтому шлюзы имеют в своем составе так называемый речевой кодек, который состоит из двух элементов: кодера и декодера. Он осуществляет компрессию речи для передачи в сеть IP и ее декомпрессию на принимающей стороне. Существует два основных типа кодеров: сигнальные (waveform coders) и вокодеры (vocoders). Новейшие кодеры могут состоять из двух этих типов, они получили название –гибридные (hybrid coders). Сигнальные кодеры не учитывают природу обрабатываемого сигнала. Вокодеры анализируют характеристики речевого сигнала и передают их значения[2]. В таблице 1 представлены характеристики речевых кодеков с различными стандартами компрессии.

Сигнальные кодеры достаточно просты и обеспечивают высокое качество, но требуют большой полосы пропускания. Вокодеры (например, G.723.1) обеспечивают высокую степень сжатия, но могут придавать речи «искусственный» характер.

Гибридные, например (GSM, G.728, G.729) - сочетают в себе высокую степень сжатия, как в вокодерах, и высокое качество сигнальных кодеров, хотя устройство гибридных часто гораздо сложнее.

Среди международных стандартов компрессии чаше других для систем IP-телефонии рекомендуются G.723.1 и G.729. Чаще всего шлюзы поддерживают несколько стандартов сжатия речи.

Таблица 1- Характеристики речевых кодеков

Стандарт компрессии	Метод модуляции	Скорость, кбит/с	Сложность (MIPS)	Качество (MOS)	Алгоритмическая задержка (мс)
G.711	PCM (ИКМ)	64	(<<1)	Очень хорошее (4.4)	Незначительная (0.25)
G.726	ADPCM (АДИКМ)	16,24,32, 40	Низкая (~1)	Хорошее на 40 кбит/с Низкое на 16 кбит/с	Незначительная (0.25)
G.728	LD-CELP	16	Очень высокая (~30)	Хорошее (4.2)	Низкая (1.25)
G.729 G.729A	CS-ACELP	8	Высокая (20) Умеренная (11)	Хорошее (4.2)	Низкая (25 мс)
G.723 G.723.1	MP-MLQ ACELP	6.3 5.3	Умеренно- высокая (18)	Хорошее (3.9) Среднее	Высокая (67.5 мс)

MOS (Mean Opinion Score) - субъективная оценка качества речи по 5-бальной шкале

MIPS (Millions of Instructions Per Second) - миллионов операций в секунду

1.5 Стандарты факсимильной связи на базе
IP

Передача факсов в IP-телефонии осуществляется также с помощью шлюзов. Некоторые шлюзы могут принимать или только речевые сигналы, или только факсимильные. Более сложные устройства поддерживают оба типа сигналов, автоматически определял тип поступившего сигнала, и на основании этого производят его обработку. Существуют также факс-аппараты (IP-факсы), которые можно подключать непосредственно в сеть IP.

Основными стандартами для передачи факсов в IP-телефонии являются рекомендации МСЭ-Т Т.37 и Т.38. Они определяют два способа передачи: в реальном времени (Т.38) и в виде вложений в электронную почту (Т.37). Первый способ по функциональности похож на традиционную факсимильную связь. Во втором случае отправитель посылает документ на ближайший к нему шлюз, где распознаются факс-сигналы, инициируется факс-соединение. Шлюз получает и сохраняет этот документ, который направляется на шлюз, ближайший к получателю. Там инициируется второе факсовое соединение для доставки сообщения адресату. Таким образом передача факсов сводится к доставке с промежуточным хранением, так как между шлюзами изображения фасов передаются в виде вложений в электронную почту. К недостаткам этого метода относится применение всего одного метода сжатия, ограничивающего возможности экономии пропускной способности.

Передача факсов по стандарту Т.38 в IP-сетях может осуществляться как поверх протокола TCP, так и UDP.

2. Подключение к
IP
сети

2.1 Принципы построение узла
IP
-телефонии

Сеть IP-телефонии представляет собой совокупность оконечного оборудования, каналов связи и узлов коммутации. Сети IP-телефонии строятся по тому же принципу, что и сети Интернет. Однако, в отличие от сетей Интернет, к сетям IP-телефонии предъявляются особые требования по обеспечению качества передачи речи. Одним из способов уменьшения задержки речевых пакетов в узлах коммутации является сокращение количества узлов коммутации, участвующих в соединении. Поэтому при построении крупных транспортных сетей в первую очередь организуется магистраль, которая обеспечивает транзит трафика между отдельными участками сети, а оконечное оборудование (шлюзы) включается в ближайший узел коммутации (рисунок 5). Оптимизация маршрута позволяет улучшить качество предоставляемых услуг. При подключении к сети других операторов их оборудование также подключается к ближайшему узлу коммутации.

Рисунок 5 - Пример построения сети IP-телефонии с использованием магистрали

Для связи между устройствами внутри сети и с устройствами других сетей IP-телефонии используются выделенные каналы или сеть Интернет[12]. По способу связи оконечных устройств между собой сети IP-телефонии можно разделить на выделенные, интегрированные и смешанные.

В выделенных сетях (рисунок 6) связь между оконечными устройствами осуществляется по выделенным каналам и пропускная способность этих каналов используются только для передачи речевых пакетов.

Чаще всего провайдеры IP-телефонии не строят собственную сетевую инфраструктуру, а арендуют каналы у провайдеров первичной сети. Это позволяет уменьшить затраты на эксплуатацию сети и увеличить окупаемость вложений.

Рисунок 6 - Пример построения выделенной сети IP-телефонии

Главное преимущество выделенной сети - это высокое качество передачи речи, так как такие сети предназначены только для передачи речевого трафика. Кроме того, для обеспечения гарантированного качества предоставляемых услуг в этих сетях, кроме протокола IP, применяются и другие транспортные протоколы: ATM и Frame Relay[5].

В интегрированных сетях IP-телефонии для связи между устройствами используется глобальная сеть Интернет (рисунок 7). Это может быть уже существующая собственная сеть (Интранет) или доступ к сети Интернет через провайдеров. Если оператор имеет собственную (корпоративную) сеть, то для предоставления услуг IP-телефонии он лишь устанавливает дополнительное оборудование, которое обеспечивает преобразование речи в данные и наоборот, и модернизирует уже имеющееся оборудование, чтобы обеспечить требуемое качество предоставляемых услуг. Если оператор IP-телефонии пользуется услугами провайдеров Интернет, то качество услуг такой сети может быть низким, так как обычные сети Интернет не рассчитаны на передачу информации в реальном масштабе времени.

Рисунок 7 - Пример построения интегрированной сети IP-телефонии

Операторы сетей IP-телефонии для объединения своих устройств в сети могут использовать выделенные каналы и сеть Интернет. Такие сети можно назвать сетями смешанного типа (рисунок 8). Вопрос о том, какие каналы использовать для связи устройств между собой, решается оператором индивидуально в зависимости от имеющихся возможностей.

Рисунок 8 - Пример построения смешанной сети IP-телефонии

Если оператор, обычно использующий выделенные каналы, по каким-либо причинам не может арендовать канал до оконечного устройства, он прибегает к услугам провайдеров Интернет. Если оператор IP-телефонии, использующий сеть Интернет, не имеет возможности получить доступ в Интернет в конкретной точке, или качество услуг доставки через сеть Интернет очень низкое, то для подключения оконечного устройства к сети используется выделенный канал. К построению сети по смешанному типу прибегают редко, только в том случае, когда нет другого варианта. Чаще всего такой способ используют операторы, обслуживающие небольшую группу пользователей, подключая свое оборудование к сети крупного оператора.

По своему масштабу все сети IP-телефонии можно разделить на международные, региональные и местные.

Международная сеть IP-телефонии имеет точки своего присутствия в нескольких странах и обеспечивает доставку трафика практически в любую точку мира при минимальном использовании телефонной сети общего пользования. Чаще всего, международные сети не работают с конечными пользователями, а предоставляют свои ресурсы другим сетям для передачи трафика. Главной задачей международных сетей является транзит трафика между сетями различного уровня. Кроме того, операторы международной сети организуют международные клиринг-центры, которые упрощают процедуры взаиморасчетов между операторами. При построении международной сети в первую очередь строится мощная магистраль, имеющая большую пропускную способность. Международные сети строятся с использованием выделенных каналов и на базе уже существующих сетей Интернет.

В отличие от международной сети, национальная сеть имеет точки своего присутствия в одной или, в крайнем случае, в нескольких близлежащих странах и обслуживает абонентов и местных операторов только этого региона. С помощью заключения договоренности с международными сетями национальная сеть предоставляет своим абонентам и другим местным сетям возможность доставки вызовов в любую точку мира.

Чаще всего, национальные сети строятся национальными телекоммуникационными компаниями с использованием уже существующей инфраструктуры, поэтому большая часть национальных сетей IP-телефонии являются интегрированными сетями. Крупные национальные операторы проводят дооборудование своих сетей передачи данных для предоставления услуг IP-телефонии. Прежде всего, оператор заботится об обеспечении качества передачи речи по сети с помощью модернизации имеющегося оборудования или приобретения нового. В зависимости от имеющегося на сети оборудования, оператор или приобретает дополнительное оборудование шлюзов, или дооборудует уже используемое на сети оборудование передачи данных функциями шлюза.

2.2 Выбор подхода к организации узла
IP
-телефонии

На сегодняшний день существует несколько походов к построению сетей IP-телефонии: основанные на протоколах H.323, SIP, MGCP и MEGACO.

Можно много говорить о преимуществах и недостатках того или иного протокола, но сразу стоит отметить, что альтернативы по сути дела нет. Подавляющее количество се­тей IP-телефонии в России и за рубежом построено на базе протокола Н.323.

Использова­ние протокола MGCP затруднено тем, что региональному оператору придется строить от­дельную сеть IP-телефонии, что связано со значительными капиталовложениями и по си­лам лишь крупным операторам. Оборудование, работающее по протоколу SIP, подключа­ется на сегодняшний день только к одной российской сети. В то же время, как оборудова­ние стандарта Н.323, может присоединиться к имеющимся в большом количестве сетям IP-телефонии данного стандарта[6].

2.3 Построение узла
IP
-телефонии

Итак, приходя к выводу, что в нашей стране и сегодня наилучшим для построе­ния сетей IP-телефонии является подход, предложенный ITU-T в рекомендации Н.323.

На (рисунок 9.) предложена архитектура регионального узла сети IP-телефонии.

Шлюз IP-телефонии должен реализовывать передачу речевого трафика и факси­мильной информации по сетям с маршрутизацией пакетов IP по протоколу Н.323, версия 2. Основным функциональным назначением шлюза является преобразование речевой ин­формации, поступающей от ТфОП с постоянной скоростью передачи, в вид, пригодный для передачи по сетям с маршрутизацией пакетов IP: кодирование и упаковка речевой ин­формации в пакеты RTP/UDP/IP, а также обратное преобразование. Кроме того, шлюз конвертирует сигнальные сообщения систем сигнализации E-DSS1 и ОКС7 в сигналь­ные сообщения Н.323 и производит обратное преобразование.

Шлюз должен подключаться к ТфОП по аналоговым абонентским линиям или циф­ровым линиям со скоростью передачи 2048 Кбит/с (Е1) с использованием сигнализации ISUP-R, абонентской сигнализации E-DSS1, а также сигнализации по двум выделенным сигнальным каналам «Rl,5» (являющейся обязательной с учетом российской специфики), а к сетям с маршрутизацией пакетов IP - при помощи интерфейса 10/100BaseT.

Привратник (Gatekeeper) сетей IP-телефонии. Считается, что в привратнике со­средоточен весь интеллект сети IP-телефонии. Он выполняет функции управления зоной сети IP-телефонии, в которую входят терминалы, шлюзы и устройства управления конфе­ренциями, зарегистрированные в этом привратнике[6].

В число наиболее важных функций, выполняемых привратником с целью обеспече­ния нормального функционирования управляемой зоны, входят:

· Регистрация оконечного оборудования

· Контроль доступа пользователей системы к услугам IP-телефонии при помощи сигнализации RAS (Рекомендация ITU H.225.0)

· Преобразование alias-адреса (объявленного имени абонента, телефонного номера, адреса электронной почты и др.) в транспортный адрес сетей с маршрутизацией пакетов IP (IP адрес + номер порта TCP/UDP)

· Контроль, управление и резервирование пропускной способности сети

В одной сети IP-телефонии могут находиться несколько Привратников, которые взаимодействуют между собой по протоколу RAS.

Кроме определенных рекомендацией Н.323 функций, в привратнике целесообразно реализовать следующие дополнительные функции:

• Функции прокси - сокрытие внутренней структуры узла IP-телефонии, т.е. для удален­ных шлюзов, а главное - для межсетевых экранов (Firewall) узел будет выглядеть как единый шлюз с одним IP-адресом.

Учет длительности вызовов и генерация CDR-файлов, т.е. система должна учитывать длительности входящих и исходящих, а главное транзитных вызовов. Равномерное распределение входящей нагрузки по локальным шлюзам. Следует отметить, что сегодня в реальных сетях, построенных на оборудовании Cisco, привратники практически не используются.

2.4 Биллинговая система для операторов
IP
-телефонии
.

Наиболее предпочтитель­ным вариантом подключения оператора IP-телефонии к IP-сети представ­ляется подключение на правах корпоративного клиента, при котором сеть выставляет групповой счет региональному оператору, а он в свою очередь выставляет сети счет за терминированный трафик на основании информации, полученной из своей биллинговой системы.

Наличие собственной биллинговой системы позволяет оператору IP-телефонии не зависеть от конкретной сети, использовать различные тарифные планы и полностью кон­тролировать свой бизнес.

Желательно, чтобы биллинговая система обеспечивала предоставление предоплаченных услуг IP-телефонии, а также услуг местной, междугородной и международной те­лефонной связи по ТфОП и услуг доступа в Интернет по единой дебитной сервисной кар­те, потому что сегодня операторы стремятся охватить как можно более широкий спектр предоставления услуг.

Приобретая такую карту, абонент получает свой личный PIN-код. Чтобы воспользо­ваться услугой телефонного звонка по ТфОП или IP-сети, абоненту необходимо позвонить с любого телефона по указанному на карте номеру (для традиционной и IP-телефонии указываются разные номера доступа), ввести в ходе диалога с системой свой PIN-код и номер телефона вызываемого абонента. Приняв введенный абонентом номер, система ус­танавливает исходящее соединение и проключает разговорный тракт. После ответа вызы­ваемого абонента включается тарификация и, в соответствии со стоимостью услуги, уменьшается остаток на счету карты.

Чтобы воспользоваться услугой доступа к ресурсам глобальной сети Интернет поль­зователю необходимо установить модемное соединение с поставщиком услуг Интернет, ввести имя пользователя и PIN-код, после проведения процедуры аутентификации поль­зователю выделяется IP-адрес, и он может начинать работу в сети, в соответствии со стои­мостью услуги, уменьшается остаток на счету карты.

Биллинговая система должна отвечать требованиям безопасности и надежности, предоставлять широкие возможности администратору системы, обеспечивать выдачу статистики по функционированию системы и обслуживанию вызовов, подключаться к ТфОП (для предоставления предоплаченных услуг традиционной телефонной связи) по интер­фейсу Е1 и системам сигнализации E-DSS1, ОКС 7, 2ВСК, подключаться к шлюзам IP-телефонии и серверам доступа в Интернет через IP-сеть по протоколу RADIUS, обеспечи­вать совместимость с основными поставщиками оборудования, такими как: Cisco, Lucent Technologies, Nortel и др.

Кроме предоплаченных услуг региональные операторы, как правило, предоставляют услуги Интернет в кредит. Особенно актуальна такая форма расчета для корпоративных клиентов, пользующихся выделенными IP-каналами. Это означает, что биллинговая сис­тема должна собирать данные с маршрутизаторов (для маршрутизаторов Cisco эта функ­ция реализуется при помощи технологии NetFlow), анализировать их, начислять оплату за пользование различными услугами: Web-хостинга, e-mail, Web-серфинга и т.д., т.е. диф­ференцировать услуги при начислении оплаты за них.

3. ПЕРЕДАЧА ОКС7 ЧЕРЕЗ
IP

В настоящее время большинство мобильных и стационарных сетей общего пользования по­строены на базе технологии TDM с коммутацией каналов. В этих сетях для установления соеди­нений и предоставления дополнительных услуг используется система общеканальной сигнали­зации № 7 (ОКС7), передающая информацию по выделенному каналу сигнализации. Для пе­редачи сигнальных сообщений внутри выделен­ного канала ОКС7 применяется метод коммута­ции пакетов.

Совершенствование IP-технологий в последнее время позволило усомниться в преимуществах традиционных сетей с коммутацией каналов, что подтверждается, в частности, появлением сетей VoIP операторского класса. Несмотря на то, что в этих сетях применяются свои протоколы, возни­кает потребность в передаче сигнализации ОКС7 через IP. Это связано как с необходимостью сты­ковки сетей VoIP и TDM, так и с теми преимуще­ствами, которые дает использование IP-инфра­структуры для связи традиционных пунктов сигнализации.

Стандартизацией протоколов для передачи со­общений различных существующих систем сигна­лизации (ОКС7, Q.931, DPNSS, V5.2 и др.) через IP занимается рабочая группа IETF SIGTRAN. Для передачи сигнальных единиц ОКС7 через IP ис­пользуются преимущественно три протокола или, иначе говоря, три уровня адаптации: М2РА (МТР2 Peer-to-peer Adaptation), M3UA (МТРЗ User Adaptation) и SUA (SCCP User Adaptation). Каж­дый из них предназначен для решения своего круга задач[9].

В данной главе рассматриваются архитектура протоколов М2РА, M3UA и SUA, их функциональ­ное назначение и различия. Для понимания прин­ципов функционирования протоколов передачи ОКС7 через IP рассмотрим сначала традиционную архитектуру ОКС7.

3.1 ТРАДИЦИОННАЯ АРХИТЕКТУРА ОКС7

Функционально система ОКС7 разделена на не­сколько уровней: внизу — общая подсистема пе­редачи сообщений (МТР1, МТР2, МТРЗ), выпол­няющая функции 1-го, 2-го и частично 3-го уров­ней модели OSI, а выше — подсистемы различных пользователей (рисунке 10).

Уровни МТР1 и МТР2 0КС7 соответствуют фи­зическому и канальному уровням модели OSI. На уровне МТР1 определены физические, электриче­ские и функциональные характеристики звена данных сигнализации и средства доступа к нему, а на уровне МТР2 — функции и процедуры, связан­ные с передачей сигнальных сообщений по от­дельному звену сигнализации.

Уровень МТРЗ 0КС7 не полностью соответ­ствует сетевом уровню модели OSI, поддерживая лишь ограниченные возможности адресации. На этом уровне определены функции и процедуры сети сигнализации по маршрутизации сообщений, а также другие действия, требуемые для сохране­ния или восстановления способности передачи сигнальных единиц в случае сбоев в сети сигнали­зации. В дальнейшем для соответствия сетевому уровню в стек 0КС7 была добавлена подсистема управления соединениями сигнализации (SCCP), которая предусматривала расширение адресации при помощи функции трансляции глобальных за­головков (GTT).

Основным отличием протоколов М2РА, M3UA и SUA друг от друга является функциональный уровень, на котором в шлюзе сигнализации завер­шается (терминируется) традиционный протокол 0КС7 (а через IP передаются сообщения более высоких уровней).

Так, протокол M2PA предусматривает завершение на сигнальном шлюзе уровня MTP2, протокол M3UA- уровня MTP3, а при использовании SUA терминируется протокол SCCP.

Рисунок 10 - Традиционная архитектура ОКС7

3.2 ПРОТОКОЛ
SCTP

Все протоколы передачи ОКС7 через IP, разраба­тываемые группой SIGTRAN, используют в каче­стве транспорта протокол SCTP (Stream Control Transmission Protocol) с его широкими воз­можностями по обеспечению от­казоустойчивости. Функцио­нально протокол SCTP заменяет уровни МТР1 и МТР2 в традици­онной архитектуре ОКС7.

Протокол SCTP можно рас­сматривать как дальнейшее ло­гическое развитие протокола TCP. Аналогом ТСР-соединения для SCTP является понятие ас­социации, которая устанавлива­ется между двумя оконечными устройствами. При этом одно устройство может быть опреде­лено несколькими IP-адресами, список которых передается при установлении ассоциации. Для передачи данных через ассоциа­цию используются все возмож­ные комбинации адресов пары оконечных устройств[11].

Отказоустойчивость в таком случае обеспечивается за счет того, что разные IP-адреса при­сваиваются разным интерфейсам устройств, и трафик между ними передается по разным маршрутам. В случае отказа ка­кого-либо оборудования в сети и недоступности одного или нескольких IP-адресов трафик продолжает передаваться меж­ду оставшимися адресами, и разрыва SCTP-ассоциации не происходит.

Вышеописанный механизм работы SCTP-ассоциации носит название SCTP multi-homing. К другим ключевым функциям протокола SCTP относятся:

• группировка различных си­гнальных сообщений в од­ном пакете с одним SCTP/IP- заголовком (chunk bundling), что повышает эффективность использования полосы пропу­скания;

• последовательная доставка сообщений внутри различных потоков, что позволяет избежать си­туации, встречающейся при использовании про­токола TCP, когда в случае потери одного пакета остальные задерживаются в буфере до успешной его перепосылки (head-of-line blocking);

• использование контрольных сумм для обеспече­ния безошибочной передачи пакетов, а также для защиты от атак.

3.3 УРОВЕНЬ АДАПТАЦИИ
M
2
PA

Протокол М2РА (рисунок 11) был разработан для прозрачного «с точки зрения» протокола МТРЗ транзита сигнальных единиц через IP, т. е., дру­гими словами, для сети сигнализации ОКС7 звено М2РА не отличается от традиционного. Неиз­менной остается вся функциональность сетевого уровня ОКС7: балансировка нагрузки между звеньями внутри пучка с помощью поля выбора звена сигнализации (SLS), обнаружение неис­правностей, процедуры переключения на альтер­нативный маршрут (change-over) и возврата на первоначальный (change-back), контроль пере­грузки звена через механизм задания порогов и т. д. Это ключевая особенность протокола М2РА; протоколы M3UA и SUA служат для достав­ки сигнальных единиц до оконечных устройств, и с их помощью транзит ОКС7 через IP организо­вать невозможно.

При использовании протокола М2РА сигналь­ные шлюзы выполняют функции обыкновенных транзитных пунктов сигнализации (STP), способ­ных работать как с традиционными МТР2-звень-ями ОКС7, так и с М2РА-звеньями на основе ин­фраструктуры IP. При этом благодаря использова­нию протокола SCTP поверх IP М2РА-звенья обеспечивают ту же степень надежности, что и TDM-звенья ОКС7, требуя, однако, существенно меньше сетевых ресурсов.

Внедрение М2РА-звеньев в существующую сеть ОКС7 можно рассматривать не только как способ повышения эффективности использования про­пускной полосы, но и как один из шагов на пути построения сети следующего поколения (NGN), предусматривающей наличие единой транспорт­ной инфраструктуры для всех видов услуг.

Рисунок 11 - Архитектура уровня адаптации M2PA

3.4 УРОВЕНЬ АДАПТАЦИИ
M
3
UA

Для установления разговорных соединений в ТфОП используется протокол ISUP. При взаимо­действии ТфОП с VoIP-сетями сигнальные едини­цы этого протокола частично должны проходить по традиционной сети ОКС7, а частично — через сеть IP до программного коммутатора (softswitch). Для IP-участка архитектурой сетей NGN предусматривается использование уровня адаптации M3UA (рисунок 12). Поверх M3UA может также работать не только протокол ISUP, но и другие протоколы ОКС7, использующие SCCP (MAP, ШАР и пр.).

Основное преимущество применения протокола M3UA заключается в возможности стыковки IP устройств с сетью ОКС7 без необходимости уста­новки на этих устройствах интерфейсов Е1 и без поддержки ими уровней МТР ОКС7, что сущест­венно упрощает и снижает их стоимость.

M3UA является протоколом типа клиент - сер­вер. В роли клиента выступает сигнальный шлюз, функции которого заключаются в завершении уровней МТР ОКС7 и дальнейшей передаче си­гнальных единиц пользовательских подсистем на сервер. Сервером, или, согласно терминологии SIGTRAN, сервером приложений (Application Server — AS) называется логический объект, соот­ветствующий не

которому ключу маршрутизации (Routing Key — RK) на сигнальном шлюзе, т. е. объект, для которого предназначаются сигналь­ные единицы, определяемые своим ключом RK. Примером AS могут являться некоторый распре­деленный программный коммутатор, некоторая виртуальная распределенная база данных, сервер услуг.

Соответственно ключом маршрутизации (RK) называется набор параметров ОКС7, определяю­щих тот сигнальный трафик, который будет обра­батываться конкретным AS. Примерами парамет­ров RK являются DPC (код пункта назначения), ОРС (код пункта отправления), SI (индикатор сер­виса), диапазон информационных каналов.

Каждый AS разбивается на несколько логичес­ких составляющих — процессов сервера приложе­ний (Application Server Process — ASP), которые занимаются обработкой сигнальных единиц и ис­полнением логики приложения. Под понятием AS обычно подразумевают некоторый виртуальный или распределенный сетевой элемент, в то время как термин ASP предусматривает наличие кон­кретного IP-устройства.

Существует два режима работы ASP внутри AS: разделения нагрузки и приоритетный. В режиме разделения нагрузки весь трафик равномерно распределяется между всеми доступными ASP-процессами в пределах AS. В приоритетном режи­ме выделяется активный ASP, на который направ­ляется весь сигнальный трафик. Остальные ASP работают в режиме готовности, и в случае выхода из строя активного ASP среди них выбирается но­вый активный процесс.

Очевидно, что за счет разбиения AS на несколь­ко ASP достигается увеличение производительно­сти (работа ASP в режиме разделения нагрузки) и отказоустойчивости (приоритетный режим рабо­ты ASP) виртуального M3UA-сервера.

Рисунок12 - Архитектура уровня адаптации M3UA

3.5 УРОВЕНЬ
АДАПТАЦИИ
SUA

При использовании уровня адаптации SUA взаимодействие с сетью ОКС7 осуществляется еще на более высоком уровне (по сравнению с M3UA). В этом случае на сигнальном шлюзе тер­минируются протоколы МТР и SCCP, а до ASP пе­редается лишь полезное содержимое сообщений SCCP(рисунок 13).

За счет терминирования дополнительного протокола на сигнальном шлюзе достигается бо­лее эффективное использование полосы пропус­кания IP-сети. Вместе с тем по этой же причине теряется возможность передачи протокола ISUP через SUA, так как для адресации он использует уровень МТРЗ ОКС7. В остальном протоколы SUA и M3UA практически идентичны.

Протокол M3UA обычно применяется для сты­ка с сетью ОКС7, если в качестве AS выступает программный коммутатор. Во всех остальных случаях, как правило, используется протокол SUA.

Рисунок 13 - Архитектура уровня адаптации SUA

В настоящее время протоколы SIGTRAN перехо­дят из состояния «перспективной новинки» в ранг зрелых технологий, которые все чаще используют операторы связи во всем мире. В России, напри­мер, ряд операторов связи уже ввели в эксплуата­цию транзитные участки ОКС7 через IP, работаю­щие на основе М2РА-туннелей. Еще шире при­меняются протоколы M3UA и SUA, являющиеся наиболее эффективным средством доставки си­гнализации ОКС7 до оконечных IP-устройств.

Каждый из протоколов SIGTRAN предназначен для решения своего круга задач, однако все они имеют общие преимущества. Так, при замене сети коммутации каналов на пакетную они позволяют более эффективно передавать сигнальные сообще­ния ОКС7, поддерживая при этом показатели на­дежности на уровне, характерном для традици­онных сетей. Еще одно очевидное преимущество использования протоколов SIGTRAN — конверген­ция сетей сигнализации и передачи данных, из чего вытекает ряд плюсов (простота администрирова­ния, снижение эксплуатационных расходов и пр.).

Тем не менее, необходимо помнить, что с пере­ходом на единую сеть возрастают требования к ее корректному и бесперебойному функционирова­нию, к обеспечению в ней необходимого качества обслуживания (QoS) для всех видов трафика, в том числе и сигнального. Важную роль здесь игра­ет грамотное проектирование сети.

4. Основные модели обеспечения качества обслуживания в сетях
IP

4.1 Технология дифференцированного обслуживания

Еще одна технология обеспечения качества обслуживания разработана рабочей группой IETF по дифференцированному обслуживанию (Differentiated Services, DiffServ). Эта группа выделилась из рабочей группы по интегрированному обслуживанию (Integrated Services, IntServ), задача которой состоит в разработке стандартов для поддержки трафика Internet реального времени.

Проводимая в рамках IntServ работа отражает некоторые из особенностей концепции RSVP. Интегрированное обслуживание предполагает сигнализацию из конца в конец и в действительности использует протокол RSVP между отправителями и получателями.

Технология IntServ определяет три класса обслуживания для IP-сетей:

· по мере возможности

- это то, что сейчас предлагает Internet;

· с контролируемой загруженностью

- приложение получает тот уровень обслуживания, какой оно имело бы в слабо загруженной сети;

· с гарантированным обслуживанием

- необходимая пропускная способность в течение всего сеанса предоставляется с гарантией на параметры качества обслуживания.

Как и RSVP, интегрированное обслуживание имеет проблемы с масштабированием, поэтому данная технология вряд ли покинет пределы корпоративных сетей. Как было отмечено, RSVP предполагает весьма значительные накладные расходы, так как каждый узел вдоль пути следования пакетов должен подтвердить предоставление запрошенного качества услуг[10].

Дифференцированное обслуживание (DS) предлагает более простой и масштабируемый метод обеспечения качества обслуживания для приложений реального времени. Одним из ключевых моментов в работе над DiffServ является переопределение
8-битного поля «Тип сервиса» (Type of Service, ToS) в заголовке IPv4. В технологии DS это поле, имеющее наименование DS (Differentiated Services), может содержать информацию, на основании которой узлы вдоль маршрута определяют, как им следует обрабатывать пакеты и передавать их следующему маршрутизатору.

В настоящее время только 6 из 8 бит в поле DS были определены, и только одно назначение было стандартизовано. Это назначение известно как принятое по умолчанию - Default (DE), оно определяет класс обслуживания "по мере возможности". Другое предполагаемое назначение, срочная отправка (Expedited Forwarding, EF), должно обеспечить сокращение задержек и потерь пакетов.

При поступлении трафика в сеть пограничный маршрутизатор классифицирует трафик в соответствии с информацией, содержащейся в поле DS. Он передает следующим за ним маршрутизаторам эту информацию, на основании которой они узнают, каким образом обрабатывать данный конкретный поток.

Технология DiffServ, кроме того, сокращает служебный трафик по сравнению с RSVP и IntServ, опирающимися на сигнализацию из конца в конец. Технология DiffServ классифицирует потоки в соответствии с предопределенными правилами и затем объединяет однотипные потоки. Подобный механизм делает DiffServ гораздо более масштабируемым, чем его предшественника IntServ. Весь трафик с одинаковыми метками рассматривается одинаковым образом, поэтому реализация DiffServ в сети крупного предприятия или в глобальной сети оказывается более реальной задачей.

Разумеется, преимущества DiffServ нельзя получить автоматически. Маршрутизаторы должны понимать «меченые потоки» и уметь соответствующим образом реагировать на них. Это потребует модернизации микропрограммного обеспечения маршрутизаторов.

4.2 MPLS

Конкурентом DiffServ на роль протокола для обеспечения QoS является другой проект IETF под названием «Многопротокольная коммутация меток» (Multiprotocol Label Switching, MPLS).

Маршрутизатор IP анализирует первые несколько пакетов поступающего потока и, в случае небольшого объема данных, например, запроса службы имен доменов (Domain Name System, DNS) или простого протокола сетевого управления (Simple Network Management Protocol, SNMP), обрабатывает их как обычный маршрутизатор. Если же узел идентифицирует поток большой длины (представляющий, например, трафик Telnet, FTP, мультимедийных приложений или загрузку файлов через Web), то он переключается на нижележащую структуру ATM и применяет сквозную коммутацию для быстрой доставки данных адресату.

Технология коммутации пакетов поддерживает различные уровни качества доставки информации (GoS).

Коммутация пакетов может быть реализована с помощью технологии ATM, имеющей многочисленные встроенные средства поддержки QoS, и RSVP.

Конкуренцию IP-коммутации составила тег-коммутация
. Как видно из названия, данная технология предполагает присоединение к пакетам меток для информирования коммутаторов и маршрутизаторов о природе трафика. Не углубляясь в анализ пакета, устройства просто считывают метку в заголовке для определения соответствующего маршрута потоку трафика.

Если DiffServ задействует заголовок DS, уже имеющийся в пакетах IPv4, то MPLS использует 32-разрядную информационную метку, добавляемую к каждому IP-пакету. Эта метка, добавляемая при входе в сеть с поддержкой MPLS, сообщает каждому маршрутизатору вдоль пути следования, как надо обрабатывать пакет. В частности, она содержит информацию о требуемом для данного пакета уровне QoS.

В отличие от поля DS, метка MPLS изначально не является частью пакета IP. Она добавляется при поступлении пакета в сеть и удаляется при выходе пакета из сети MPLS.

В обычной ситуации маршрутизаторы анализируют заголовок пакета для определения его адресата. Ввиду того, что такой анализ проводится на каждом транзитном узле независимо, предсказать, каким маршрутом будет следовать пакет, практически невозможно, поэтому обеспечение гарантированного уровня QoS оказывается невероятно сложной задачей.

При использовании меток MPLS маршрутизатор или коммутатор может присвоить метки записям из своих таблиц маршрутизации и в виде меток передать информацию о маршрутизации конкретным маршрутизаторам и коммутаторам. Считывая метку, каждый коммутатор или маршрутизатор узнает информацию о следующем адресате на пути, не анализируя заголовок пакета. Это экономит время и ресурсы ЦПУ. Пакеты с метками MPLS могут, следовательно, передаваться от отправителя (пограничного маршрутизатора домена) к получателю (другому пограничному маршрутизатору домена) без задержек на обработку, причем все промежуточные узлы (коммутирующие маршрутизаторы) имеют данные о том, как нужно обрабатывать каждый пакет, благодаря предварительно созданному пути (LDP) внутри домена.

По сути, MPLS привносит способ коммутации каналов, какой мы имеем в ATM, в мир пакетных сетей, связанных с IP. На практике технологию MPLS можно использовать для доставки трафика IP-телефонии по сетям IP.

Следует отметить, что DiffServ функционирует на третьем уровне, а технология MPLS - на втором, поэтому с технической точки зрения обе технологии могут мирно сосуществовать. Как уже упоминалось, DiffServ классифицирует пакеты при их поступлении на пограничный маршрутизатор, поэтому данный стандарт, скорее всего, будет использоваться на границе сети, например, между компанией и ее сервис-провайдером.

Ввиду того, что MPLS предполагает включение дополнительных меток и использование коммутирующих маршрутизаторов, способных интерпретировать данную информацию, он, вероятно, найдет применение исключительно внутри корпоративных сетей или в транспортной сети оператора, где требуется высокий уровень качества для IP-трафика.

Если DiffServ требует некоторой настройки сетевых маршрутизаторов, то MPLS предполагает более серьезную модернизацию, чтобы маршрутизаторы могли читать метки и направлять пакеты по конкретным маршрутам.

В настоящее время DiffServ пользуется более широким вниманием, и он ближе к окончательной стандартизации, чем MPLS. Однако каждая из технологий имеет свои преимущества в конкретных областях сети, поэтому поставщики, скорее всего, будут поддерживать обе эти технологии

4.3 RSVP

Одним из средств обеспечения качества IP-телефонии и особенно Интернет-телефонии является использование протокола резервирования ресурсов (Resource Reservation Protocol, RSVP)

, рекомендованного комитетом IETF. С помощью RSVP мультимедиа-программы могут потребовать специального качества обслуживания (Specific Quality of Service, SQoS) посредством любого из существующих сетевых протоколов - главным образом IP, хотя возможно использовать и UDP, чтобы обеспечить передачу видео- и аудио сигналов с высоким качеством. Протокол RSVP предусматривает гарантированное качество обслуживания благодаря тому, что через каждый узел (маршрутизатор), который связывает между собой участников телефонного разговора, может передаваться определенное количество данных.

Протокол RSVP предназначен только для резервирования части пропускной способности линии. Используя RSVP, отправитель периодически информирует получателя о свободном количестве ресурсов сообщением RSVP Path (рисунок 14). Транзитные маршрутизаторы по мере прохождения этого сообщения также анализируют имеющееся у них количество свободных ресурсов и подтверждают его соответствующим сообщением RSVP Resv, передаваемым в обратном направлении. Если ресурсов достаточно, то отправитель начинает передачу. Если ресурсов не достаточно, получатель должен снизить требования или прекратить передачу информации[1].

Рисунок 14 - Применение протокола RSVP

Одна из интересных особенностей RSVP заключается в том, что запросы на резервирование ресурсов направляются только от получателей данных отправителям, а
не наоборот
. Такой подход обусловлен тем, что лишь устройство-получатель знает, с какой скоростью оно должно получать данные, чтобы надежно декодировать аудио- или видеосигналы. Другая уникальная особенность RSVP состоит в том, что резервирование производится лишь для одного направления. Кроме того, RSVP не допускает смешения аудио- и видеосигналов на зарезервированном канале.

Когда RSVP-программы закончат сеанс связи, они должны вызвать функцию отмены, предусмотренную этим протоколом. Отмена аннулирует все запросы на ресурсы, сделанные программой, и позволяет другим прикладным программам использовать коммуникационные возможности Internet. Если программе не удается выполнить отмену, то предусмотренные протоколом средства по истечении некоторого промежутка времени обнаружат это и автоматически отменят запрос на ресурсы.

Недостатком протокола RSVP является то, что полоса пропускания, выделяемая источнику информации, при снижении активности источника не может быть использована для передачи другой информации.

Поскольку протокол RSVP требует резервирования ресурсов или каналов связи, небрежные или безответственные пользователи могут захватить ресурсы сети, инициируя несколько сеансов подряд. Как только канал зарезервирован, он становится недоступным для других пользователей, даже если тот, кто его затребовал, ничего не передает. К сожалению, в RSVP отсутствует четкий механизм предотвращения подобных ситуаций, и решение этой проблемы возлагается на сетевых администраторов. Очевидно, что необходимо предусмотреть более жесткий контроль, чтобы использование RSVP имело успех.

Как альтернатива этому способу может использоваться алгоритм управления потоками на основе системы приоритетов, однако в существующей версии IP этот механизм развит недостаточно. Механизм управления приоритетами должен быть реализован в следующей (шестой) версии IP, где предусматривается введение до 16 приоритетов, а также возможность организации нескольких логических потоков в рамках одного физического соединения. Однако в настоящее время аппаратура, реализующая IP версии 6, только начала появляться на рынке.

Ввиду зависимости RSVP от совместимости промежуточных узлов - в большинстве случаев маршрутизаторов - это влечет за собой неизбежные проблемы, в частности, в глобальных сетях. Если какой-либо маршрутизатор достиг предела своих возможностей, когда он не может гарантировать запрошенный уровень качества обслуживания (Grade of Service, GoS), все последующие запросы будут игнорироваться и удаляться. Если только один узел отказывает в обслуживании запроса, то вся стройная система резервирования распадается.

Протокол RSVP имеет весьма хорошие перспективы на корпоративном уровне, где администратор имеет возможность определить, какие параметры маршрутизатор будет использовать для обслуживания запросов, связанных с предоставлением требуемого качества обслуживания. В глобальных сетях маршрутизаторы вовсе не обязательно находятся под той же юрисдикцией, что приложения и хосты, инициирующие запросы. Это осложняет решение вопроса о гарантиях качества обслуживания вызова.

4.4 IPv6

После нескольких лет тестирования организация Internet Assigned Numbers Authority приступила к развертыванию IPv6 (версии 6 Internet Protocol) - системы цифровой адресации Internet нового поколения.

Начать разработку IPv6 организацию Internet Engineering Task Force побудили опасения, что Internet израсходует весь запас уникальных адресов. Первоначально сеть Internet была рассчитана на связь небольшого количества исследовательских сетей. Поэтому поле адреса в используемой в настоящее время системе адресации IPv4 может принимать около 4 млрд. уникальных значений. Число уникальных адресов, обеспечиваемых новой системой: десять в восемнадцатой степени, или миллиард миллиардов. Этого должно хватить на много лет вперед[1].

Переход на IPv6 начат с трех крупнейших региональных регистрационных каталогов, которые приступают к выдаче новым пользователям удлиненных адресов; полный перевод на новую систему всей сети может быть завершен, как ожидается, в течение 6-10 лет

.

IPv6 включает следующие возможности, отсутствующие в версии IPv4:

· расширенное адресное пространство
: IPv6 использует 128-битовые адреса вместо 32-битовых IPv4. В результате адресное пространство увеличивается в 296 раз, что явно достаточно даже в случае неэффективного распределения сетевых адресов;

· улучшенные возможности маршрутизации
: в связи с увеличением межсетевого трафика, связанного с обработкой больших объемов мультимедийной информации и расширением использования сети Интернет в различных сферах деятельности, весьма существенной является необходимость обеспечения высоких скоростей маршрутизации. Без применения эффективных алгоритмов обработки пакетов данных становится невозможным повышение скорости работы маршрутизаторов до уровня, сравнимого со скоростями передачи информации по каналам связи;

· управление доставкой информации
: IPv6 позволяет отмечать соответствие конкретного пакета определенным условиям его передачи, заданным отправителем. В результате достигается регулирование скорости передачи определенных потоков данных, что позволяет обеспечивать эффективную поддержку специальных протоколов (например, видео в режиме реального времени и др.). За счет назначения приоритетов передачи данных по определенным протоколам, появляется возможность гарантировать первоочередность обработки наиболее критической информации и предоставления важным данным всей полосы пропускания канала связи. Другие особенности, имеющиеся у IPv6, позволяют протоколам этого семейства обеспечивать одновременную многоадресную доставку информации. Данная возможность находит свое применение в рассылке информации "по подписке" или "по требованию", а также в других приложениях;

· средства обеспечения безопасности
: IPv6 предоставляет возможности защиты от атак, связанных с подменой исходных адресов пакетов, и от несанкционированного доступа к полям данных пакетов. Эти возможности достигаются за счет применения алгоритмов аутентификации и шифрования.

Не вызывает сомнений тот факт, что переход от IPv4 к IPv6 не может быть мгновенным. Долгое время две версии IP будут сосуществовать. Более того, поначалу узлы, реализующие IPv6, не будут предоставлять всех необходимых услуг, а их расположение окажется напоминающим острова в океане IPv4. Следовательно, от узлов с IPv6 требуется выполнение двух функций:

· возможность взаимодействия с узлами IРv4;

· возможность передачи пакетов IPv6 через существующую инфраструктуру IPv4.

Чтобы выполнить эти требования, рабочая группа по переходу на IP нового поколения предлагает два основных метода:

· одновременная поддержка в узлах (в хостах и в маршрутизаторах) IPv6 двух стеков протоколов (IPv6/IPv4);

· туннелирование пакетов IPv6 для их передачи через инфраструктуру с IPv4.

Под процессом туннелирования (tunneling) понимают механизм прозрачной передачи данных (без анализа семантики и синтаксиса данных) между узлами разных сетей.

5. Услуги интеллектуальной сети для
IP
-телефонии

Взглянув на рисунке 16
из графика, представляющему собой прогноз роста числа абонентов различных сетей к 2004 - 2005 г.г. Дадим этому графику номер 16, а в качестве разъяснения отображаемой им революционной ситуации в инфокоммуникациях приведем под номером 15 другой рисунок, сопроводив его историей, которую любил рассказывать Н.К. Рерих. Однажды правитель Акбар провел на земле линию и задал своему мудрому советнику Бирбалу неразрешимую, на первый взгляд, задачу: укоротить линию, не прикасаясь к ней. Не говоря ни слова, Бирбал провел рядом более длинную линию, и тем самым начертанная Акбаром линия была умалена (рисунок 15).

Рисунок 15 – Линии Акбара и Бирбала

Точно в такой же ситуации спустя пять веков оказалась и традиционная телефония. Представленная в верхней части рисунке 16 кривая роста числа телефонных абонентов вполне впечатляет сама по себе, но впечатление это умаляют только что описанным способом кривые роста пользователей мобильных сетей связи и Интернет. Именно в этих кривых и заключается суть конвергенции сетей и услуг связи.

Рисунок 16 - Рост общемировой численности абонентов

Сначала о сетях. Рисунке 16 отображает ситуацию, когда для каждой услуги имелась своя собственная сеть: телефонная сеть - для передачи речи, Интернет и другие сети данных - для передачи битов и байтов и т.п., в том числе не представленная на рисунке16 кабельная или антенная сеть для телевидения. В рамках описанной во многих статьях конвергенции этих сетей услуги совместно используют как доступ, так и сами сети. Сети передачи речевой информации (ТфОП, например) используются для доступа к сетям передачи данных, а сети передачи данных (IP-сети, например) используются для телефонной связи. Такая конкуренция технологий приводит к демонополизации и резкому снижению цен на доступ и на использование сети.

Как отмечалось в одном из материалов компании Алкатель,
доходы оператора сети связи складываются из трёх источников:

· платы абонентов за доступ к сети;

· платы за использование ресурсов сети;

· платы за услуги, предоставляемые сетью.

Следовательно, единственным для оператора источником повышения дохода является увеличение количества и/или качества предоставляемых услуг.

5.1 Конвергенция Интеллектуальной сети и
IP
-телефонии

Высшее достижение ТфОП, в рамках которого впервые был внятно сформулирован принцип отделения телекоммуникационных услуг от непосредственного обслуживания телефонных вызовов, созданы новые подходы и средства создания услуг, наполнившие содержанием не связанные с соединением (connectionless) телекоммуникационные протоколы, и др. Архитектура ИС в традиционной телефонии играет практически такую же роль, какую архитектура ЭВМ фон Неймана сыграла в вычислительной технике, причем значение концепции ИС в контексте происходящей сегодня конвергенции сетей и услуг связи, еще до конца не осознано[12]. Примерная структура сети, иллюстрирующая конвергенцию ТфОП/ИС и IP-сети, представлена на рисунок 17.

Рисунок17 - Конвергенция ИС и IP

Такие тенденции обуславливают целесообразность организации доступа к услугам Интеллектуальной сети из коммутационных узлов мобильных сетей и/или из оконечных точек IP-сетей, аналогичного доступу к этим услугам из узлов коммутации услуг (SSP) обычных ТфОП. В первую очередь, это относится к организации триггерных точек в базовом процессе обработки вызова с передачей/приемом в этих точках сигналов для последующей маршрутизации, а также к доступу к услугам Интеллектуальной сети, предоставляемые некими сетевыми компонентами типа SCP.

Отметим некоторые другие аспекты представленной на рисунке17 условной структуры конвергенции ТфОП/ИС и IP. Подключение ТфОП/ISDN к IP посредством первичного доступ PRA (Primary Rate Access) зачастую обходится гораздо дороже, чем подключение с использованием широко применяемого сегодня операторами связи протокола межстанционной телефонной сигнализации ОКС7. Для снижения расходов лучше всего использовать для подключения к сети PSTN/ISDN сервер удаленного доступа RAS, управляемый по протоколу MGCP. При этом целесообразно иметь шлюз сигнализации, не показанный на рисунке17.

И еще один аспект. При взаимодействии абонентов сети ТфОП/ИС с абонентами, использующими протокол H.323/SIP, предоставить им все возможности современных речевых услуг оказывается трудно из-за проблем взаимодействия систем сигнализации и адресации. Необходимо преобразование адресов и стандартов Е. 164 в IP и обратно. Одним из возможных решений становится использование на границе сети ТфОП транспортных шлюзов для преобразования сигнализации ОКС7 в H.323/SIP и наоборот. Поддержка протоколов H.323/SIP, ОКС7 и Интеллектуальной сети, предусмотренная в контроллере транспортных шлюзов, открывает доступ к большинству речевых услуг, включая Premium Rate, виртуальные выделенные сети, Centrex, завершение телефонного вызова в случае занятости или отсутствия вызываемого абонента, идентификацию вызывающего абонента и множество других. Именно эти проблемы и рассматриваются далее в данной главе.

В контексте ИС возможности IP-телефонии расширяют концепцию, изначально созданную для ТфОП, и позволяют реализовать тезис о получаемом одинаково легко с телефона, мобильного терминала или PC
доступе к услугам,
которые могут разворачиваться одинаково просто в сетях передачи речи или сетях передачи данных, предлагать конечному пользователю одинаковые возможности вне зависимости от того, какой сети он принадлежит, и сочетать передачу речи и данных, т.е. объединять преимущества обоих миров.

История развития концепции ИС помнит несколько способов поддержки взаимодействия с централизованными программно-аппаратными средствами реализации логики услуг, позднее получившими общее название SCP. Один из них был основан на применении протокола Х.25, другой - на использовании модифицированной версии подсистемы TUP (или ISUP) протоколов ОКС7, третий и четвертый - на использовании совмещенного узла коммутации и управления SSCP и узла услуг SN.

Разница между двумя последними способами состоит в том, что SSCP строится на базе существующего узла коммутации, a SN представляет собой элемент сети, содержащий основные функциональные объекты ИС и подключающийся к уже существующему узлу ТфОП по соединительным линиям. К тому же SN, в отличие от SSCP, не имеет своих абонентов и должен подключаться к коммутационному узлу речевыми и сигнальными каналами, «пропуская через себя» все разговорные соединения; им нельзя управлять со стороны внешнего SCP (т.е. его нельзя применять в качестве автономного SSP). Это отчасти компенсируется способностью SN поддерживать взаимодействие с несколькими SSP; при установке допол­нительных SSP узел SN может быть сохранен в сетевой конфигурации в качестве SCP, если развитие ИС пойдет в классическом направлении.

Тем не менее, сегодня, более актуальными являются задачи эволюции современных SN и SCP, которые традиционно обслуживали запросы по сети сигнализации ОКС7, а теперь должны поддерживать также интерфейсы TCP/IP. Таким образом, сигнализация ТСАР между разными SSP и SCP может поддерживаться либо стеком протоколов ОКС7 (TCAP/SS7), либо IP-протоколами (TCAP/IP) с использованием рекомендованной ШКГ сигнализации Sigtran, протокола Telcordia SR-3389 или других подобных протоколов. В связи с этим целесообразно вернуться к рисунку17, на котором также показан доступ к услугам ИС из сетей IP-телефонии , предоставляющий пользователям речевой эквивалент привычных Интернет-услуг, например, речевые Web-сайты. Во встречном направлении возможно расширение высоконадежной и расширяемой инфраструктуры ИС до поддержания интегрированных услуг мультимедиа с предложением пользователям эквивалента услуг речевой и факсимильной связи, аналогичных тем, которые предоставляет ТфОП.

5.2 Доступ к услугам ИС из сети Н.323

Если под таким же углом зрения взглянуть на рассмотренный в и приведенный на рисунке 17 привратник Н.323, выполняющий такие функции как управление доступом, управление пропускной способностью, адресация, сигнализация управления соединением, обработка вызова и т.д., то обнаружится целесообразность поддержки в привратнике процесса обслуживания вызова, представляемого в виде некоторого SDL-процесса. Этот SDL-процесс выполняется для каждого вызова между оконечными точками в пределах обслуживаемой данным привратником зоны IP-сети, а также для сигнализации между привратниками, согласно описанным в приложении G к рекомендации Н.323 сообщениям. Отсюда следует, что привратник Н.323 является наиболее подходящим элементом, в котором можно эмулировать доступ к услугам Интеллектуальной сети из оконечных точек IP-сети. С этой целью предпринимается попытка построить модель обслуживания вызова Интеллектуальной сети в контексте IP-сети.

В описана BCSM - модель состояний базового процесса обслуживания вызова Интеллектуальной сети, содержащая целый ряд состояний этого процесса (PICs - Points in Call). Обработка вызова представляется в BCSM переходами от одного состояния к другому, основанными на определенных условиях и событиях (events) в
контексте этого вызова. Доступ к услугам Интеллектуальной сети разрешен для конкретных PICs в заранее определенных точках, называемых «триггерными точками» (DP).

Триггер задается критериями, вызывающими его запуск. Если триггер срабатывает, т.е. критерии его запуска удовлетворяются, то SSP формирует запрос ШАР, который маршрутизируется к SCP для дальнейшей обработки. SSP может приостановить обработку вызова до тех пор, пока не будет получен ответ от SCP, а затем обработать принятые ответы и продолжить обработку вызова в соответствии с данными инструкциями.

Главное же значение ИС для современных телекоммуникаций - не всписках услуг CS, а в основной идее, состоящей в том, чтобы отделить процессы традиционной коммутации от процедур предоставления новых услуг. Актуальность этой идеи на уровне ТфОП обусловлена тем, что в условиях жесткой конкурентной борьбы оператор сети связи должен уметь предоставлять услуги, ориентированные на группы пользователей с сильно различающимися потребностями, и иметь возможность быстро создавать и развертывать эти новые услуги[7].

Для описания процессов, происходящих в SSP при установлении соединения и при наблюдении за ним вплоть до разъединения, в концепции ИС используется модель базового процесса
обслуживания вызова (ВСР - Basic Call Process). Модель содержит последовательность точек, отображающих состояния этого процесса (PICs), между которыми могут присутствовать точки обнаружения обращений к услугам ИС или событий, которые представляют интерес с точки зрения логики услуг ИС.

Точки обнаружения обращений
к услугам - TDP (trigger detection points, триггерные точки),
отмечают приостановку базового процесса ВСР для обращения к логике услуг ИС, происходящую в соответствии с определенным критерием.

Таким критерием может быть определенное сочетание цифр в набранном абонентом номере, префикс, категория вызывающей абонентской линии и т.д. Важно отметить, что эксплуатационный персонал SSP может сам определять триггерные точки (т.е. делать их обнаруживаемыми) и назначать критерии для обращения к ИС.

Концептуальная модель ИС отражает эту архитектуру в разных плоскостях, дающих разную степень детализации. Модель (рисунок 18) содержит четыре, расположенные одна над другой, плоскости, каждая из которых является абстрактным представлением (со своей степенью детализации) тех возможностей, которыми обладает сеть, построенная в соответствии с концепцией ИС.

Верхняя плоскость модели - плоскость услуг -
представляет услуги так, как они «видны» конечному пользователю. Такое представление не содержит информации о способе и деталях реализации услуги в сети. Зато на этой плоскости видно, что услуги (
services
)
компонуются из одной или из нескольких разных стандартизованных составляющих, каждую из которых пользователь воспринимает как одно из характерных свойств или, что-то же самое, как один из атрибутов услуги (
service
features
).

На глобальной функциональной плоскости
«появляется» сеть ИС в виде единого функционального объекта. На этой плоскости представлены независимые от услуг конструктивные блоки
(SIB - Service independent building block), одним из которых является SIB, реализующий базовый процесс ВСР, а также точка обращения ВСР к другим SIB, называемая инициирующей точкой
(POI - Point of initiation) и точки возврата
в ВСР (POR - Point of return). ВСР выполняет традиционные для коммутационной станции функции (установление соединения, разъединение, хранение оперативных данных, необходимых для дальнейшей обработки) и имеет возможность обращаться к другим процессам при обнаружении запроса услуги ИС. POI представляет собой функциональный интерфейс между логикой ВСР и логикой другого процесса, который обеспечивает предоставление услуги (или одной из составляющих услуги) ИС. После завершения этого другого процесса происходит возврат через другой функциональный интерфейс (POR) в процесс ВСР, который продолжает работу, используя данные, полученные при возврате. Необходимость в спецификации точек POI и POR вызвана тем, что одна и та же «цепочка» SIB может представлять совершенно разные услуги (или составляющие услуг), смотря по тому, в каких точках процесса ВСР она начинает и/или заканчивает свои действия[4].

Рассмотрим подробнее набор стандартов Н.323 для организации мультимедиа и конференц-связи в
реальном времени через сети с коммутацией пакетов.

Н.323 поддерживает семейство протоколов сигнализации, включая протокол сигнального канала Н.225 и управляющего канала Н.245.

В самом привратнике Н.323 реализуется протокол Q.931 для обслуживания вызова, маршрутизируемого привратником, поскольку Н.225 основан на Q.931. Приведенное описание обслуживания вызова по Q.931 вполне согласуется с возможностями привратника в контексте данной статьи.

Если самостоятельно проанализировать эту ситуацию, на рисунке 18 приведен фрагмент SDL-диаграммы обработки исходящего вызова по Q.931, адаптированный к привратнику Н.323.

Доступ к услугам ИС из оконечных точек Н.323 может быть упрощен путем использования привратником модели базового процесса обслуживания вызова ИС по в качестве интерфейса между представленным привратником доменом Н.323 и услугами Интеллектуальной сети в SCP. На этом уровне модели в привратнике Н.323 детектируются состоянием процесса обслуживания вызова, когда могут быть запрошены услуги ИС, и передаются соответствующим образом сформатированные запросы услуг ИС. Этот уровень также обрабатывает ответы, получаемые от компонентов ИС, и уведомляет привратника для того, чтобы информация, полученная из ИС, могла должным образом воздействовать на обработку вызова в домене Н.323. Таким образом, привратник Н.323 использует драйвер сигнализации для уровня модели обслуживания вызова ИС, а связь между привратником и уровнем этой модели осуществляется посредством абстрактных примитивов, не зависящих от сигнализации.

В качестве комментариев к SDL-диаграмме на рисунке 18 представлены возможные отображения состояний модели обслуживания вызова ИС в состояния SDL-процесса привратника Н.323. Поскольку привратник обрабатывает запрос установления соединения согласно Н.323, переходы в SDL-процессе вызывают необходимость выполнения аналогичных переходов в модели обслуживания вызова ИС. Когда модель ИС переходит к соответствующему PIC (состоянию процесса обслуживания вызова), делается запрос надлежащей услуги.

Рисунок 18 - Упрощенная SDL-диаграмма обслуживания исходящего вызова привратника Н.323 в соответствии с протоколом 0.931.

В версии 2 протокола Н.323, были ратифицированы три рекомендации Н.450: рекомендация Н.450.1 для общего функционального протокола (generic functional protocol) и соответствующих процедур;

Н.450.2 для переключения связи (call transfer) и Н.450.3 для перенаправления вызова (call diversion), включая переадресацию (call forwarding) и отклонение (deflection). В версии 3 протокола Н.323, одобренной в сентябре 1999 года, определяется еще пять дополнительных услуг: Н.450.4 для удержания вызова (call hold); Н.450.5 для парковки (call park) и приема вызова на другой терминал (call pickup); Н.450.6 для индикации ожидающего сообщения (message waiting indication) и Н.450.7 для уведомления о поступлении нового вызова во время связи (call waiting). В настоящее время группа SG 16 работает над версией 4 протокола Н.323, которая будет включать в себя еще пять других услуг: Н.450.8 для идентификации имени (name identification); Н.450.9 для завершения вызова (call completion); Н.450.10 для предложения вызова (call offer); Н.450.11 для вмешательства (call intrusion) и Н.450.12 для дополнительных общих информационных сетевых услуг (additional common information network services).

H.450.1 определяет общий функциональный протокол верхнего уровня Q.931 для дополнительных услуг. Он также определяет управляющие процедуры для ТЕ, вовлеченных в обработку сообщений. Функциональный протокол, определенный в Н.450.1, является сквозным (end-to-end) протоколом сигнализации, заимствованным из протокола OSIG для корпоративных телефонных сетей УАТС. В этом смысле дополнительные услуги в Н.323 могут рассматриваться как адаптация услуг УАТС к IP-домену. Поскольку Н.450 является сквозным протоколом, он требует, чтобы оба ТЕ понимали логику услуг. Эта функциональная модель предполагает, что ТЕ выполняют большую часть логики услуг; строго говоря, это является отходом от концепции Интеллектуальной сети традиционной ТфОП, где логика услуг сосредоточена в центре SCP, а не в оконечных точках.

Последующие рекомендации Н.450.x определяют протоколы прикладных программ соответствующих дополнительных услуг. Блок данных протокола прикладной программы дополнительной услуги SS-APDU (supplementary service application protocol data unit) инкапсулируется в UUIE сообщения Q.931 как параметр дополнительной услуги Н.4501 (h4501 Supplementary Service parameter). Например, Н.450.3 определяет услуги перенаправления вызова (call diversion services), которые включают в себя безусловную переадресацию (call forwarding unconditional), переадресацию при занятости (call forwarding busy), переадресацию при не ответе (call forwarding no reply) и отклонение вызова (call deflection). Эти услуги приблизительно соответствуют разным возможностям переадресации в ТфОП. Для каждой услуги определен набор процедур и соответствующих потоков сообщений, таких как активизация, деактивизация, запрос (interrogation), регистрация и обращение (invocation).

Недостатком услуг на основе Н.450 является то, что вновь разрабатываемые ITU-T спецификации могут потребовать модернизации всех ранее установленных ТЕ, что явно нежелательно. Альтернативой этому подходу может служить реализация услуг, которые не основываются на Н.450 и организуются «внутри» привратников. Действительно, привратники, которые осуществляют пересчет адресов, могут, благодаря этому, предложить целый набор услуг из списков CS1 и CS2 ИС.

Более существенен сам дух концепции Интеллектуальной сети в Н.323. Принцип организации услуг внутри привратника напоминает то, что произошло ранее в ТфОП: Интеллектуальная сеть была введена в ТфОП для стандартизации разработки услуг и размещения логики услуг в отдельной платформе SCP . Теперь уже группа SG16 ITU-T начала в августе 1999 стандартизировать этот же подход в качестве приложения D к протоколу Н.246. Кроме того, для снятия ограничений Н.450 исследовательская группа SG16 инициировала еще две новые рабочие позиции для версии 4. Одна из них состоит во введении управляющего канала на основе HTTP для устройств Н.323 с тем, чтобы поставщик услуг был в состоянии показать пользователю Web-страницы с содержимым, имеющим отношение к Н.323. Эта позиция рассматривается в приложении К Н.323 и обеспечивает новый способ создания услуг с использованием механизма, аналогичного управлению третьей стороной (third patty control). Еще один подход состоит в обеспечении нового механизма управления «на основе стимула» для систем Н.323, в рамках которого оконечная точка стандартного протокола Н.323 может опираться также на интеллект, находящийся в специальных сетевых серверах (feature servers). Это рассматривается в приложении L к протоколу Н.323, который использует «пакетную» концепцию, введенную в MGCP или в Н.248 для подстройки возможностей оконечной точки (end-point capability customization). В действительности приложение L создает класс устройств Н.323, чей интеллект находится между неинтеллектуальным стационарным шлюзом (GW), как принято в MGCP или Н.248, и оконечной точкой Н.323. Хотя это и являет собой отход от принципа архитектуры сквозного протокола Н.323, но является весьма перспективным решением в контексте изложенного выше подхода и общего характера возрастающей сегодня роли концепции Интеллектуальной сети.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные результаты курсовой работы состоят в следующем:

1. Выполнен общий анализ протоколов IP телефонии, рассмотрен самый популярный протокол IP телефонии H.323 выявлены его основные преимущества и недостатки по сравнению с другими.

2. Проанализированы принципы построения узла IP телефонии и их сетей.

3. Рассмотрена передача ОКС7 через IP с помощью протоколов SIGTRAN.

4. Был произведен сравнительный анализ основных моделей обеспечения качества обслуживания в IP телефонии.

5. Рассмотрены возможности конвергенции интеллектуальной сети и IP телефонии.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Шринивас В. Качество обслуживания в сетях IP/ В. Шринивас. Пер. с англ., М.Е. Липкина, М.М. Птичникова; под ред. В.Н. Стародубцева. М.: Изд. дом "Вильямс", 2003. 368 с.

2. Росляков А.В. И.В.. IP-Телефония / А.В. Росляков, М.Ю. Самсонов, И.В. Шибаева. М.: Эко-Трендз, 2003. 252 с.

3. Гольдштейн Б.С. Интеллектуальные сети/ Б.С. Гольдштейн, И.М. Ехриель, Р.Д. Рерле. М.: Радио и связь, 2000.

4. Гольдштейн Б. С. IP-телефония/ Б. С. Гольдштейн, А.В. Пинчук, А.Л. Суховицкий. М.: Радио и связь, 2003. 336с.

5. Принципы построения мультисервисных местных сетей электросвязи. Руководящий технический материал. Версия 2.0. 2005г.

6. Гольдштейн Б.С. От ТфОП к NGN; аспекты переходного периода/Б. С. Гольдштейн// Вестник связи. 2005. № 4. С. 33-35.

7. Ганьжа Д. Серия стандартов H.323 / Д. Ганьжа. LAN Magazine, 1999, март. С. 21-23.

8. Бакланов И.Г. ISDN и IP-телефония / И.Г. Бакланов // Вестник связи, 1999, №4. С. 17-18.

9. Никольский Н.Н. Передача ОКС7 через IP / Н.Н. Никольский// Сети связи, 2005,№7, с. 76-79.

10. Трубникова Н.В. Стандарты и протоколы IP-телефонии / Н.В. Трубникова. НТЦ «КОМСЕТ» 2005 с. 1-10.

11. Гольдштейн Б. С. Сигнализация в сетях связи/ Б. С. Гольдштейн. М.: Радио и связь, 2001.

12. Гольдштейн Б.С. Интеллектуальная сеть плюс IP - шаг к конвергенции

сетей/ Б. С. Гольдштейн// Компьютерная телефония. 2000. №6.