|
|
  |
Главная страница / Архитектура отрасли НОВЫЙ ВИТОКТехнологические идеи, подобные идее «программных коммутаторов», давно беспокоили умы телекоммуникационного сообщества. Назрела реальная потребность создать устройство, способное объединить устоявшуюся, разветвленную, но несколько консервативную в развитии телефонную сеть и набирающую силу и сторонников технологию пакетных сетей. Прочитав эту статью, вы ознакомитесь с предысторией вопроса, узнаете о подходах к его решению и более подробно о классе программных коммутаторов. В течение последних нескольких лет большинство мировых операторов, предоставляющих услуги связи, почувствовало падение спроса на услуги канального и транспортного уровней. Причиной этого послужил ряд факторов. Дерегуляция рынка и появление множества сервис-провайдеров, вдохновленных бурным развитием Интернета, обусловили быстрое развитие сетей связи, которые должны были удовлетворить, как казалось, неограниченно растущие потребности в пропускной способности и передаче огромных объемов информации. Другой стороной этого же процесса стало усиление конкуренции на рынке услуг связи, что вызвало снижение тарифов на эти услуги. Однако радужные надежды, связанные в том числе и с Интернет-экономикой, не оправдались: реальный спрос на услуги оказался гораздо ниже прогнозируемого, что в свою очередь привело к разорению массы мелких и средних сервис-провайдеров и появлению избыточной сетевой емкости. Трудности, испытываемые при этом крупными операторами, объясняющиеся как уменьшением их клиентской базы, так и снижением тарифов на аренду каналов, услуги передачи данных и предоставление номерной емкости, привели к снижению их доходов. Простое решение этой проблемы, заключающееся в увеличении пропускной способности магистральных сетей, наращивании производительности оборудования, в силу названных причин не привело бы к желаемому результату – стоимость услуг на высокоскоростных транспортных сетях продолжает падать, и увеличением объема передаваемых данных не всегда удается скомпенсировать уменьшение доходов операторов. Многие операторы берут курс на расширение перечня предоставляемых услуг, пытаясь выиграть на предложении дополнительных сервисов в существующих сетях. Но и на этом пути их ожидают подводные камни в виде возрастания сложности сценария предоставления услуг, когда в их формировании участвуют множество разнотипных устройств неодинаковой архитектуры, использующих разные протоколы и системы управления. Нередко положение усугубляется ситуацией, когда собственные структурные подразделения, работая в рядом лежащих нишах телекоммуникационного рынка, не только вступают в прямую конкуренцию, но и размывают средства, выделяемые на капитальное строительство, продолжая развивать свои узкоспециализированные сегменты сети. Однако уже давно существует общепринятая концепция разделения на уровни этапов формирования, доставки, предоставления услуг и управления ими. Такой подход ведет к независимости развития сегментов сети изменения сценариев формирования услуг, использовать для их контроля или транспорта те же средства, что и ранее. Более того, при таком сценарии ниже лежащие уровни независимы от источника формирования услуг, что позволяет оператору предоставлять сервисы, предлагаемые третьей стороной, используя разработанные для собственных сервисов механизмы контроля, тарификации и управления. Реализовать такой сценарий позволили бы универсальные инструменты формирования услуг, которые поддерживают единую политику разработки, внедрения и предоставления сервисов, не ограничиваясь рамками одной технологии, одного сегмента сети или даже области деятельности одного оператора. Создание центров услуг, выполняющих такие задачи, лежит в основе интеллектуальной сервис-ориентированной архитектуры сетей, возможность использования которой предлагают в настоящее время крупные производители операторам связи. Под сервис-ориентированной архитектурой будем понимать архитектуру, в которой разработанная и внедренная новая услуга может быть предоставлена любому пользователю сети без изменений в инфраструктуре сети оператора и практически вне зависимости от технологии, лежащей в основе предоставления услуг пользователю. Подход к решению проблемы Следствием разделения уровней формирования и предоставления сервисов в предлагаемой модели является независимость места и способа подключения пользователя от технологии, которую поддерживает обслуживающая его сеть. В действительности, получает ли пользователь услугу по выделенной линии (например, DSL), является ли он абонентом коммутируемого доступа или работает в корпоративной сети – список услуг, на которые он был подписан, останется неизменным, и они будут предоставляться с заданным качеством. Новые возможности позволяют оператору не распылять свои силы на развитие того или иного фрагмента сети или той или иной технологии и связанных с ними услуг (потребность в них может быстро и кардинально измениться), а сосредоточиться на детальном анализе изменений потребностей пользователей и адекватном расширении портфеля услуг. Здесь же следует затронуть вопросы управления надежностью сети и доступностью формируемых сервисов. На надежность функционирования сети и, как следствие, на доступность формируемых сервисов могут повлиять различные неисправности, возникшие в сети и/или в информационно-вычислительных ресурсах, снижение производительности предоставления услуг, а также тип и продолжительность аварийных ситуаций. Для улучшения общей картины формирования и предоставления услуг необходимо проводить постоянный контроль функционирования этих процессов, непрерывно отслеживая состояние элементов и каналов сети с целью обнаружения сбойных ситуаций, которые могут привести к снижению производительности сети или обрыву связи. В многоуровневой сети управление надежностью аналогично процедурам предоставления услуг осуществляется отдельно для каждого уровня, но пор, что при аварии на транспортной сети будет проведена переконфигурация потоков вызовов без перерыва в обслуживании; при выходе из строя центра формирования сервисов его задачи автоматически перераспределятся между другими центрами. На уровне сервиса сеть является абсолютно прозрачной для клиента и потребляемых им услуг, то есть изменение внутренней структуры сегментов сети, перегрузки или аварии не должны вести к негативным последствиям для клиента. В модели сервис-ориентированной архитектуры можно выделить несколько уровней иерархии, представленных на рисунке. Безусловно, транспортный уровень, на который возлагаются задачи обеспечения высокой скорости передачи и надежности, играет здесь одну из ключевых ролей. На уровне доступа происходит концентрация трафика, пришедшего из разных источников. Именно на этом уровне осуществляется интеграция и объединение отличающихся по методам коммутации телефонных сетей и сетей передачи данных. К оборудованию, работающему на данном уровне, предъявляются высокие требования поддержки как технологий пакетных сетей (Frame Relay, ATM, IP), так и классических телефонных сетей. И, наконец, уровень формирования услуг и управления ими, несущий основной «интеллект» сети, главной особенностью которого является способность корректной работы с протоколами сигнализаций различных типов, таких как SIP, Н.323, ОКС №7, ISDN PRI и т.д. Данный уровень может предоставлять услуги, не только формируемые самим оператором, но и задействовать услуги, созданные вне его сети. Таким образом, можно сделать следующий вывод: так как операторы в большинстве своем уже используют мощные транспортные сети и применяемые повсеместно многопротокольные сети доступа, то им целесообразно направить свои усилия в основном на реализацию уровня формирования услуг для получения универсального инструмента создания сервисов. Рассмотрим один из таких универсальных инструментов, способных решить стоящие пред операторами задачи, – класс «программных коммутаторов» (SoftSwith). Программные коммутаторы Непрекращающийся интерес к формированию телефонных услуг на основе пакетных технологий за несколько лет привел от решений «компьютерной телефонии» и попыток энтузиастов использовать для связи общедоступные каналы Интернет к появлению телефонных станций корпоративного уровня, применяющих в своей основе стек протоколов ТСР/IP, и строительству глобальных сетей транснациональных операторов на технологиях АТМ или стеке протоколов TCP/IP. Для использования, в том числе на территориально-распределенных сетях, и был разработан новый класс продуктов, названный впоследствии «программными коммутаторами». По пути создания таких средств идет ряд крупных компаний-производителей оборудования для глобальных сетей – Lucent Technologies, Alcatel, Nortel, Cisco. Следует заметить, что большинство производителей, отталкиваясь от идеи формирования телефонных услуг только на стеке протоколов TCP/IP, пытались идти путем расшив – гейткипера (gatekeeper) (в терминологии рекомендации Международного союза электросвязи Н.323, реализующего функции устройства пакетной обработки речи и сервера контроля и авторизации). Некоторые производители (в их числе и Lucent Technologies) выбрали другой путь, заключающийся в переносе телефонных услуг с присущим им высоким качеством на пакетные сети, которые отличает гибкость и богатство вариантов реализации услуг. При этом основным правилом создания нового класса устройств стало обеспечение независимости широкого перечня услуг, их качественных показателей и легкости внедрения от технологии транспорта на сетях концентрации и транспортировки трафика. В результате были созданы устройства, в основе которых лежит идея разделения уровня предоставления услуг (транспорт и коммутация) и уровня формирования услуг (обработка вызовов по заданным правилам). (Схему организации программных коммутаторов на примере системы Lucent Softswitch можно найти в журнале Мир Lucent №9, http://mir.lucent.ru/2001-09/techno_01.html.) Для реализации требуемых задач устройство должно уметь работать с протоколами сигнализации телефонных сетей, построенных на совершенно различных принципах, и взаимодействовать с медиа-шлюзами пакетных сетей, также основанными на различных технологиях. Решение поставленных задач в SoftSwitch осуществляется отделением функций взаимодействия со специализированными протоколами (оборудованием) от функций обработки и маршрутизации вызовов между аппаратной частью и программным ядром устройства. Все сообщения протоколов сигнализации и управления устройствами приводятся к единому виду, удобному для представления в единой программной модели обработки вызовов. Такова, например, идея построения транзитных коммутирующих сетей для телефонного трафика, которая составляет основу для всех остальных услуг и является первым и основным применением программных коммутаторов. После формирования мощной пакетной магистрали использующий такой подход оператор может оперативно превратить ее в распределенный транзитный телефонный коммутатор, установив программный коммутатор. В этом случае порт любого пакетного шлюза на сети (АТМ или IP) становится портом телефонного коммутатора, а любое звено сигнализации на сети является двухзвенным (распределенный коммутатор соединен с каждым телефонным коммутатором). При этом может осуществляться не только бесшовное взаимодействие типа ТфОП – пакетная голосовая сеть, но взаимодействие между различными вариантами реализации передачи голоса по пакетной сети, например Н.323 – SIP. Вся упомянутая функциональность будет необходима операторам, имеющим крупные телефонные сети, которые хотят осуществлять привязку к своей сети пакетных голосовых сетей других операторов, или считают неэффективным решение вопроса развития собственной телефонной сети на основе классической идеи установки множества транзитных телефонных коммутаторов. *** Принципы формирования различных услуг, ствались много лет, и телекоммуникационное сообщество не собирается отказываться от них. Задача специалистов в области электросвязи – взять самое лучшее из них и объединить на новом витке развития технологий. Главная страница / Архитектура отрасли |