Гибридтік байланыс желі құрылымдары

1. Гибридтік байланыс желі құрылымдары

 

 

Қазіргі уақытта дестелі  технологияға негізделген бірегей  әмбебап желімен бірге өзінің классикалық телефондық қызметтерін  көрсететін арнамен коммутациялау  желілері де қолданылып келеді және келешекте  әліде қолданылады. Сондықтан дәстүрлік желілердің қызметтерінің әлі де жетістіктері бар екендігін айтып кету керек: олар ұйымға өздерінің сенімді интерфейстерімен және уақытпен тексерілген жүйелерінің арқасында тұрақты табыс түсіріп отырады. Келешекте қанша дегенмен де біраз уақыт бойы түрлі технологияларға негізделген паралель желілермен жұмыс істеуге тура келеді.

Сондықтан, келесі ұрпақ  желісін NGN ендіру кезінде дестелі  желімен бірге арнамен коммутациялайтын гибридті желі де жұмыс істеп тұрады. Әрине, бұл екі технологиялар арасында тек физикалық деңгейде ғана емес сонымен қатар қызмет көрсету деңгейінде де өзара қатынас құруға болады.

 

 

1.1 Гибридтік байланыс желі құрылымының нұсқаларын талдау

 

 

Қазіргі уақытта келесі ұрпақ желілерін  құру нұсқаларының бірнеше түрлері  бар. Негізінен жоба оператордың бар классикалық желісінің топологиясына, аумақтық және демографиялық жағдайға байланысты болады. Төменгі суретте келесі ұрпақ желісін құрудың кейбір ықтимал нұсқалары келтірілген.

 

 

1.1-cурет. Келесі ұрпақ желісін құрудың №1 нұсқасы

 

Бұл нұсқаның негізгі идеясы болып  ЖҚТЖ желісінің сигналдық звеноларын сигналдық шлюз қызметтері бар Softswitch контроллер шлюзына қосу арқылы ISUP хабарламаларын SIP-ке тікелей түрлендіру табылады. Бұл сызбаның өзіне тән ерекшелігі болып аралық звено сигналдық шлюздың жоқ болуы табылады, ол жобаның экономикалық көрсеткіштеріне жақсы әсер етеді және SIGTRAN ЖКС-7 сигналдық жүктемесінің түрленуін жояды. Аталмыш жоба қажет АТС-терді шлюздер контроллеріне Е1 ағындарымен тікелей қосу мүмкіндігі топологиялық түрде бар кішкентай сыйымдылықтағы желілер үшін сипатты. Қазіргі уақытта қазіргі ұрпақ байланыс желілерін құрудың аталмыш сызбасы ешқандай жерде пайдаланылмайды. Оның себебі болып байланыс операторлары NGN/IMS желілерін қазір бар ЖҚТЖ және ІР желілеріне қондырма ретінде жайғастыруы табылады. Өз желілерін жаңарту кезінде олар ЖҚТЖ желілерінің әрбір тобынан бірнеше контроллер шлюздар басқаратын шлюздарда жүктемеге назар аударады, олар өз кезегінде IMS платформасының Call-агентімен – S-CSCF өзара әрекеттеседію Бұл шлюз көпдеңгейлі болып табылады, онда шлюз кһлік және қолжетімділік деңгейлерінде болады, ал Softswitch басқару деңгейінде болады. Бұл әдіс келесі суретте көрсетілген.

 

 

1.2-cурет. Келесі ұрпақ желісін құрудың №2 нұсқасы

 

Мысал ретінде сызбада сигналдық жүктемені бір ЖҚТЖ желісінен екі сигналдық шлюздар арасында сенімділік пен қабылдамауға тұрақтылықты арттыру мақсатында бөлу нұсқасы табылады.

1.3 және 1.4-суреттерде үлкен сыйымдылық желісінде келесі ұрпақ желісін құру нұсқалары келтірілген. Бұл нұсқа желіні аймақтарға бөлумен сипатталады. Бірінші аймақта, ЖҚТЖ желісімен байланысқанда, басты басқару элементі болып шлюздер контроллері табылады, ол екінші желімен IMS платформасының S-CSCF call-агенттері арқылы өзара әрекеттеседі, ол өзіне қоңырауды басқару және маршруттаудың кейінгі функцияларын алады.

 

 

1.3-cурет. Келесі ұрпақ желісін құрудың №3 нұсқасы

 

 

1.4-cурет. Келесі ұрпақ желісін құрудың №4 нұсқасы

 

Жоғарыда келтірілген екі сызбаның арасындағы айырмашылық  ЖКС 7 линктері желі ядросына қосылу түрінде болады – сигналдық шлюз немесе Softswitch арқылы, ол келесі ұрпақ желісі жататын шығыс желінің типына байланысты болады.

Жоғарыда келтірілген барлық сызбалар ЖҚТЖ желісінен ІР желісіне SIP протоколының базасында немесе кері байланысты орнату нұсқасын қарастырады. 1.5 және 1.6-суреттерінде NGN/IMS желісі абоненттер арасында немесе ЖҚТЖ екі желісі, немесе екі ІР желісі арасында қоңырау орнату кезінде транзиттік болып табылатын нұсқалар қарастырылған.

 

1.5-cурет. Келесі ұрпақ желісін құрудың №5 нұсқасы

 

Бұл жағдайда SIP хаттамасының базасында  екі ІР желісі ғана бар. Өзара әрекеттесу S-CSCF бір басқару элементі арқылы жүзеге асырылады, ол өз кезегінде SIP прокси серверлерінен SIP трафигін маршруттау үшін деректерді алады.

Төменде, 1.6-суреттегі сызбада ұқсас нұсқа келтірілген, тек онда өзара әрекеттесу ЖҚТЖ екі желісінің арасында жүзеге асырылады.

 

 

1.6-cурет. Келесі ұрпақ желісін құрудың №6 нұсқасы

 

Бұл жағдайда шлюздерді  басқару Softswitch-ке жүктеледі, ол S-CSCF-пен  сигналдық ақпаратпен алмаса отырып, қоңырауды ЖҚТЖ екінші желісіне бағыттайды.

1.7-суретте алдыңғы суретте қарастырылған желінің үлкенірек нұсқасы келтірілген. Бұл жағдайда абоненттер екі әртүрлі ауданға/аумаққа қосылған, олардың әрқайсысында өз басқару элементтері бар – Softswitch және S-CSCF.

 

1.7-cурет. Келесі ұрпақ желісін құрудың №7 нұсқасы

 

1.8-суретінде келтірілген нұсқа 1.7-суретте көрсетілген сызбаның жеке түрін көрсетеді. Айрмашылығы болып аталмыш жағдайда бірінші аймақтың шлюздарының контроллері транзиттік болып табылады (4-санат), ал екінші аймақтікі тікелей қолжетімділік желісімен жұмыс істейтін шеттік болып табылады (5-санат).

 

 

1.8-cурет. Келесі ұрпақ желісін құрудың №8 нұсқасы

 

Дипломдық жұмыс тапсырмасы болып ЖҚТЖ-SIP желісінің бөлігінде сигналдық хабарламалардың кідірістері бойынша нормалардың іске жататындығын бағалау мақсатында гибридтік байланыс желісіндегі сигнал беру желісінің жұмыс істеу сапасын бағалау әдісін әзірлеу табылады. Ары қарай жұмыста базис ретінде 1.1-суреттегі сызбаны қарастырамыз, себебі онда гибридтік байланыс желілеріне тән барлық негізгі хаттамалар мен технологиялар қолданылады. Бұл сызба кешенді желілік құрылымға кіретін бір доменді көрсетеді. Доменаралық байланыстар қазіргі желілерде жеткілікті түрде көп болатынын болжау дұрыс болады. Дипломдық жұмыстың кейінгі талдауында және есептеулерінде екі немесе одан көп домендерден тұратын желілер үшін талдау әдістерінің нұсқалары қарастырылатын болады.

 

 

1.2 Гибридтік байланыс желілеріндегі сигнал беру желісінің қызмет ету сапасының параметрлері

 

 

Сигнал беру жүйесі қолданылатын технологияға тәуелсіз ақырғы пайдаланушыларға ұсынылатын қызметтер сапасындағы негізгі  рөлдердің бірін ойнайды –  каналдар немесе пакеттер коммутациясы. Дауыс жолдау хаттамаларының өздері қандай сенімді болса да, көлік  және кодектер, сапалы байланыс ұсынуды қамтамасыз етудің көп үлесі сигнал беру жүйесінде жатады. Сондықтан да маңызды тапсырмалардың бірі болып оның барлық аспекттерін қалыптастыру және осы нормаларды желіні жобалау кезінде ұстану табылады.

Қазіргі күні ЖКС7 базасындағы сигнал берудің классикалық жүйесінің сапалық параметрлері қалыптандырылған және ЖҚТЖ байланыс желілерін жобалау және бақылау кезінде кеңінен қолданылады. Осыдан басқа МСЭ-Т сериясының ұсынысында IP/MPLS желілері бойынша сигналдық хабарламаларды жолдауға кідірістер қалыптандырылған және NGN желілерінің жұмыс принциптері қарастырылған, оның ішінде түрлі технологиялардың сигнал беру жүйелерінің бірлесіп қызмет ету принциптері мазмұндалған.

Пакеттік байланыс желілеріндегі  қызмет көрсету сапасын қолдау үшін сигнал беру желісінің қызмет ету сапасы мәселелерімен IETF NSIS (Next Step in Signalling – сигнал берудегі келесі қадам) жұмыс тобы айналысады. Оның зерттеулерінің мақсаттары ІР желілеріндегі сигнал берудің әмбебап хаттамаларын әзірлеуге алып келеді, олар жолдаудың сапасы мен қауіпсіздігін қамтамасыз ету үшін қолданылуы мүмкін. Сигнал беру хаттамаларына қойылатын талаптар RFC 3726 құжатында қарастырылады, ондағы басты мәселе болып қызмет көрсету сапасы табылады. SIP хаттамасы үшін сапаның негізгі көрсеткіштері сонымен қатар IETF ұсыныстарының бекітілген немесе алдын ала нұсқаларында анықталған.

Q сериялы ЭБХҰ ұсыныстарына 51 қосымшасында түрлі желілер арасындағы интерфейстер арқылы пайдаланушы мен желі арасындағы интерфейсте ІР хаттамасын қолданумен қызметтер сапасы үшін сигналдық ақпаратты жолдауға қойылатын талаптар келтіріледі.

Байланыс желілеріндегі қызмет көрсету сапасын қолдау үшін сигнал беру желісінің қызмет ету сапасы мәселелерімен IETF NSIS (Next Step in Signalling – сигнал берудегі келесі қадам) жұмыс тобы айналысады. Оның зерттеулерінің мақсаттары ІР желілеріндегі сигнал берудің әмбебап хаттамаларын әзірлеуге алып келеді, олар жолдаудың сапасы мен қауіпсіздігін қамтамасыз ету үшін қолданылуы мүмкін. Сигнал беру хаттамаларына қойылатын талаптар RFC 3726 құжатында қарастырылады, ондағы басты мәселе болып қызмет көрсету сапасы табылады.

 

1.9-сурет. Протоколдың талаптары

 

Сигнал беру желісінің қызмет етуінің  сапасының көрсеткіштеріне талаптардың  маманданымы үшін келесі негізгі  сипаттамаларды анықтау қажет:

• cигналдық ақпаратты жолдаудың сапасының желілік санаты, мысалы МСЭ ұсынысында ұсынылған сапа санаттарының бірі;
• cигналдық ақпаратты жолдауды қамтамасыз етуге арналған өткізгіштік қабілеттілігіне қойылатын талаптар, мысалы МСЭ ұсынысында ұсынылған деңгейлер негізінде;
• жолдау сенімділігіне қойылатын талаптар;
• сигналдық трафик үшін басымдылық санаттары.

Келесі сипаттамалар үшін ең алдымен  сапа көрсеткіштеріне талаптар белгілеу қажет:

• қызмет орнату үшін орташа және максималды кешігу уақыты. Көрсетілген параметр ретінде UNI немесе NNI интерфейстерінің кез келгеніне қызмет сұранысының келуі және бұл сұраныстың желімен қабылдану немесе бас тарту сәті арасындағы уақыт түсіндіріледі;
• желі бас тартқан жағдайда қызметті қайтадан орнату үшін кешігудің орташа және максималды уақыты. Көрсетілген параметр ретінде желі жұмысындағы жұмыс істемеу мен кез келген интерфейстегі қызмет көрсету үдерісінің автоматты қалпына келу арасындағы аралық түсіндіріледі.

Сигнал беру хаттамасы үшін кешігу уақытына қойылатын талаптар базалық тасымалдау желісінің сапасының көрсеткіштеріне байланысты. Сондықтан да тасымалдау желісінің сапасының көрсеткіштеріне қойылатын талаптар сигнал беру хаттамасы үшін қойылатын талаптармен бірге берілулері тиіс. Осыны ескере отырып, МСЭ-Т сигнал берудің қызмет ету сапасына келесі талаптарды орнатады:

• сигнал беру желісінің қызмет етуінің талап етілетін сапасын қамтамасыз ету үшін тасымалдау желісі МСЭ-Т ұсынысына сәйкес сапаның 2-санатын қолдауы тиіс;
• сигналдық хабарламаларды генерациялайтын ақырғы пункттер бұл хабарламалардың ІР хаттамасының дифференциалдық қызметтері алаңында МСЭ ұсынысына сәйкес өткізгіштік қабілеттілігінің деңгейлеріне сәйкес мәндерді орната алуы тиіс;
• интерфейс тарапынан қызметке сұраныс беру кезінен бастап бұл сұранысты қабылдау немесе қабылдамау кезіне дейін орташа кідіріс 800 мс артық емес болуы тиіс;
• интерфейс тарапынан қызметке сұраныс беру кезінен бастап бұл сұранысты қабылдау немесе қабылдамау кезіне дейін максималды кідіріс 1500 мс артық емес болуы тиіс;
• желі бас тартқан кезден бастап кез келген интерфейсте қызметті қайта автоматты түрде орнату кезіне дейін орташа кідіріс 800 мс артық емес болуы тиіс (ол бас тартқан звеноларды қалыптастыруға жатпайды);
• желі бас тартқан кезден бастап кез келген интерфейсте қызметті қайта автоматты түрде орнату кезіне дейін максималды кідіріс 1500 мс артық емес болуы тиіс.

 

 

1.3 Дестелер мен арналар коммутатциясына негізделген байланыс желілерінде қолданылатын сигнализация жүйелерін салыстыру.

 

 

Softswitch пайдаланылатын сигнализацияның  негізгі түрлері:

• Байланыс орнатуды қадағалайтын сигнализация;
• Түрлі Softswitch-терді бір-бірімен байланысу сигнализациясы;
• Транспортық шлюздерді басқаратын сигнализация.

Байланысты орнату үшін қолданылатын сигнализцияның негізгі протоколдары SIP, ОКС-7, Н.323. Транспорттық шлюздерді басқару үшін қолданылатын сигнализацияның негізгі протоколдары  МGСP және MEGACO/Н.248, ал Softswitch-тің арасындағы байланыс сигнализациясының негізгі протоколы - SIPТ.

1.3.1 SIP және Н.323 cигналдық  хаттамалары. Қазіргі уақытта ІР жүйелері арқылы мультимедиялық шақыруларды орнату үшін бірнеше протокол ойлап табылған, мысалы SIP (Session Initiation Protocol) және Н.323. Байланыс сеанстарын инициялайтын протокол мультимедияның шақыруларды немесе сеанстарды ұйымдастыру, модификациялау және аяқтау үшін қолданылады. Мультимедиялық сеансттар құрамына мультимедиялық конфиренциялар, интернет-телефония және басқа да осындай байланыстар түрлері жатады. SIP протоколы желілер арқылы дыбыс информациясын (VоIP) беру үшін қолданылатын негізгі протокол. Сөйтіп,  SIP сигнализациясының оңайлатылған хаттамасы болып келеді және интернет - телефонияда үлкен қолданыста.