|
|
  |
Главная страница / Архитектура отрасли Архитектура IP-мультимедиа (IMS)В поисках путей снижения издержек и увеличения доходов сервис-провайдеры все чаще задумываются о переводе голосовых услуг на рельсы VoIP. В IP-сети голосовые сервисы станут частью обширного комплекса коммуникационных сервисов реального времени, подчиняющихся общим принципам архитектуры «клиент-сервер». Среди таких сервисов обмен мгновенными сообщениями (Instant Messaging, IM), мгновенная многоточечная связь (Push-to-Talk, PTT), NetMeeting™, сервисы VoIP третьего поколения беспроводной связи. В процессе развития VoIP открывает дорогу услугам нового уровня, к которым относятся сервисы с учетом местоположения и присутствия в сети, мультимедийные сервисы, сотрудничество в реальном времени (collaboration) и многое другое. Ускорить внедрение операторами новых услуг как на сетях с коммутацией каналов, использующих традиционные решения телефонии, так и на сетях с коммутацией пакетов, оснащенных программными коммутаторами, призваны решения Lucent Accelerate™ VoIP. Эти решения включают системы передачи голоса и данных следующего поколения, ПО и профессиональные услуги, в которых заинтересованы операторы мобильных и проводных сетей связи. Для реализации новых конвергентных услуг с гарантией качества обслуживания сервисная архитектура сети должна отвечать следующим требованиям: - отделение уровней транспорта и доступа от сервисного уровня (прозрачность доступа); - управление сеансом связи, в ходе которого задействуются несколько сервисов связи реального времени; - совместимость с имеющимися сервисами интеллектуальной сети (IN), к которым относятся: определение имени вызывающей стороны, бесплатный номер (800), переносимость локального номера, сервисы, соответствующие стандартам CAMEL, ANSI-41 и т. д.; - прозрачное взаимодействие с телефонными сетями (планы нумерации, сигнализация прохождения вызовов); - конвергенция проводных и беспроводных сервисов; - объединение голосовых услуг с сервисами реального времени (обмен мгновенными сообщениями); - стандартизованные механизмы обмена пользовательской информацией между сервисами; - стандартизованные механизмы аутентификации и биллинга конечных пользователей; - стандартизованный, общий для всех сервисов графический пользовательский интерфейс; - открытые стандартные интерфейсы и API для новых сервисов, разработанные сервис-провайдерами и третьими фирмами. Рассмотрим сервисную архитектуру подсистемы IP-мультимедиа (IP Multimedia Subsystem, IMS) – фундамент решений Lucent Accelerate™, которые позволяют реализовать сервисную интеллектуальность на всех уровнях проводных и беспроводных сетей, обеспечивая комплексный подход к внедрению VoIP. Архитектура IMS Архитектура IMS, отвечающая изложенным выше требованиям, определена в стандартах 3GPP (3rd Generation Partnership Project), Европейского института стандартов связи ETSI и Форума Parlay. На рис. 1 представлен упрощенный вариант архитектуры IMS. Унифицированнаанных на гибкости протокола SIP (Session Initiation Protocol). Как показано на рис. 1, IMS обеспечивает множество серверов приложений, предоставляющих как обычные телефонные услуги, так и новые сервисы (обмен мгновенными сообщениями, мгновенная многоточечная связь, передача видеопотоков, обмен мультимедийными сообщениями и т. д.). Сервисная архитектура представляет собой набор логических функций, которые можно разделить на три уровня: абонентских устройств и шлюзов, управления сеансами и уровень приложений. Уровень абонентских устройств и транспорта На этом уровне инициируется и терминируется сигнализация SIP, необходимая для установления сеансов и предоставления базовых услуг, таких как преобразование речи из аналоговой или цифровой формы в IP-пакеты с использованием протокола RTP (Realtime Transport Protocol). На данном уровне функционируют медиашлюзы, преобразующие базовые потоки VoIP в телефонный формат TDM. Медиасервер предоставляет различные медиасервисы, в том числе конференц-связь, воспроизведение оповещений, сбор тоновых сигналов, распознавание речи, синтез речи и т. п. Ресурсы медиасервера доступны всем приложениям, т. е. любое приложение (голосовая почта, бесплатный номер 800, интерактивные VXML-сервисы и т. д.), которому требуется воспроизвести оповещение или получить цифры набранного номера, может использовать общий сервер. Медиасерверы поддерживают и нетелефонные функции, например тиражирование голосовых потоков для оказания сервиса мгновенной многоточечной связи (PTT). При использовании для различных сервисов общего пула медиасерверов отпадает необходимость в планировании и инжиниринге медиаресурсов для каждого отдельного приложения. Уровень управления вызовами и сеансами Характерная для этого уровня функция управления вызовами и сеансами CSCF (Call Session Control Function) регистрирует абонентские устройства и направляет сигнальные сообщения протокола SIP к соответствующим серверам приложений. Функция CSCF взаимодействует с уровнем транспорта и доступа для обеспечения качества обслуживания по всем сервисам. Уровень управления вызовами и сеансами включает сервер абонентских данных HSS (Home Subscriber Server), где централизованно хранятся уникальные сервисные профили всех абонентов. Профиль содержит текущую регистрационную информацию (например, IP-адрес), данные роуминга, сведения о телефонных услугах (например, номер переадресации), об обмене мгновенными сообщениями (список абонентов), параметры голосовой почты (например, приветствия) и т. д. Централизованное хранение позволяет различным приложениям использовать эти данные для создания персональных справочников, информации о присутствии в сети абонентов различных категорий, а также совмещенных услуг. Централизация также существенно упрощает администрирование пользовательских данных и гарантирует однородное представление активных абонентов по всем сервисам. На этом уровне представлена также функция управлениunction), которая обеспечивает взаимодействие сигнализации SIP и сигнализации других медиашлюзов (например, H.248). Функция MGCF управляет распределением сеансов по множеству медиашлюзов, для медиасерверов эта операция выполняется функцией MSFC (Media Server Function Control). Уровень серверов приложений На этом уровне серверы приложений отвечают за обслуживание конечных пользователей. Архитектура IMS и сигнализация SIP обеспечивают достаточную гибкость для поддержки разнообразных телефонных и других серверов приложений. Разработаны стандарты SIP для сервисов телефонии и сервисов IM. Сервер приложений телефонии Архитектура IMS поддерживает множество серверов приложений для телефонных сервисов. Сервер телефонных приложений TAS (Telephony Application Server) принимает и обрабатывает сообщения протокола SIP, а также определяет, каким образом должен быть инициирован исходящий вызов. Сервисная логика TAS обеспечивает базовые сервисы обработки вызовов, включая анализ цифр, маршрутизацию, установление, ожидание и перенаправление вызовов, конференц-связь и т. д. TAS также обеспечивает сервисную логику для обращения к медиасерверам при необходимости воспроизведения оповещений и сигналов прохождения вызова. Если вызов инициирован или терминирован в ТфОП, сервер TAS отвечает за сигнализацию SIP к функции MGCF для выдачи команды медиашлюзам на преобразование битов речевого потока TDM (ТфОП) в поток IP RTP и направление его на IP-адрес соответствующего IP-телефона. TAS обрабатывает триггерные точки вызова IN в соответствии с моделью телефонного вызова. При достижении вызовом триггерной точки TAS приостанавливает обработку вызова и проверяет профиль абонента (где содержится информация о том, какие должны быть задействованы серверы приложений) на необходимость выполнения дополнительных услуг. TAS формирует управляющее сообщение ISC (SIP IP Multimedia Service Control) и передает управление вызовом соответствующему серверу приложений. Этот механизм может быть использован для вызова как унаследованных сервисов IN, так и новых сервисов на базе SIP. В одном сообщении IMS могут содержаться данные о нескольких TAS, предоставляющих определенные услуги различным типам абонентских устройств. Например, один сервер TAS оказывает услуги IP Centrex (частные планы нумерации, общие справочники, автоматическое распределение вызовов и т. д.), другой сервер поддерживает УАТС и предоставляет услуги VPN. Взаимодействие нескольких серверов приложений осуществляется посредством сигнализации SIP-I для завершения вызовов между абонентскими устройствами различных классов. Функция коммутации услуг IM-SSF Функция коммутации услуг IM-SSF (IP Multimedia – Services Switching Function) обеспечивает взаимодействие сообщения SIP с соответствующими сообщениями CAMEL, ANSI-41, подсистем INAP (Intelligent Network Application Protocol) или TCAP (Transaction Capabilities Application Part). Это позвервисам определения имени вызывающей стороны, бесплатного номера 800, переноса локального номера и др. Дополнительные серверы телефонных приложений Прикладной уровень может также содержать автономные независимые серверы, предоставляющие дополнительные услуги в любой стадии вызова посредством триггеров. К таким услугам относятся набор номера, переадресация и установление конференц-связи щелчком мыши, услуги голосовой почты, интерактивного речевого взаимодействия (IVR), VoIP VPN, предоплаченный биллинг, блокирование входящих и исходящих вызовов. Другие серверы приложений На прикладном уровне также могут находиться серверы приложений SIP, не использующие модель телефонного вызова. Такие серверы взаимодействуют с клиентами абонентских устройств для предоставления сервисов IM, PTT, сервисов присутствия и т. п. Реализация сервисов на базе SIP (нетелефонных сервисов) в общей архитектуре IMS позволяет осуществлять взаимодействие двух видов сервисов и создавать новые смешанные услуги. В качестве примера можно привести вывод на дисплей списка абонентов с указанием статуса присутствия в сети, причем набор номера и доступ к другим услугам (телефонии, IM, PTT) осуществляется щелчком мыши. Другой пример – использование одного предоплаченного счета для оплаты услуг телефонии и видео по запросу. Шлюз открытого сервисного доступа OSA-GW Гибкость архитектуры IMS позволяет сервис-провайдерам добавлять сервисы в сеть VoIP путем взаимодействия с действующими приложениями или же путем интеграции собственных или разработанных третьими фирмами серверов приложений на базе SIP. Кроме того, сервис-провайдеры могут предоставить возможность своим клиентам разрабатывать и внедрять сервисы, задействующие ресурсы сети VoIP. Например, предприятие может реализовать сервис автоматической генерации речевого или мгновенного сообщения о доставке заказа. Триггером такого сообщения является информация о местоположении курьера, передаваемая посредством карманного компьютера. Однако зачастую разработчики на таких предприятиях не знакомы с протоколами телефонной сигнализации (SS7, ANSI41, CAMEL, SIP, ISDN и т. д.), хотя и имеют образование в области информационных технологий. Для решения этой проблемы Форум Parlay в тесном сотрудничестве с 3GPP и ETSI разработал прикладной программный интерфейс Parlay API для организации взаимодействия с телефонными сетями. Взаимодействие SIP и Parlay API осуществляется посредством шлюза OSA-GW (Open Services Access – Gateway), который входит в прикладной уровень архитектуры 3GPP IMS. Другие прикладные серверы, как уже отмечалось, обеспечивают взаимодействие SIP и прото-колов телефонии (ANSI-41, CAMEL, INAP, TCAP, ISUP и т. д.). Шлюз OSA-GW позволяет корпоративным приложениям на базе Parlay получать доступ к информации о присутствии и состоянии вызова, устанавливать и разрывать сеансы связи, независимо управлять сегментами вызова (соединениями с вызывающей и вызываемой ay Framework, который позволяет корпоративным серверам приложений регистрироваться в сети и управляет доступом к сетевым ресурсам. Развитие архитектуры IMS Большинство из описанных выше сервисов представляют собой узкополосные сервисы передачи голоса и данных. Однако сигнализация SIP и архитектура IMS поддерживают и широкополосные мультимедийные сервисы, такие как вещательное ТВ с многоадресными (IP multicast) видеопотоками, видео по запросу, видеонаблюдение, видеотелефония, видеоконференц-связь, виртуальные лекционные залы и многое другое. Для реализации таких сервисов в сети должны быть установлены дополнительные мультимедийные серверы приложений и абонентские устройства (рис. 2). С расширением сферы применения мультимедийных услуг появится необходимость перейти от используемых сегодня базовых механизмов обеспечения качества обслуживания на более высокий уровень. Кроме мониторинга доступной полосы пропускания важно контролировать количество активных сеансов связи реального времени. В архитектуре IMS абонентские устройства и серверы приложений VoIP и широкополосных мультимедийных услуг посылают запросы на инициирование сеанса через общий элемент CSCF. Функция CSCF определяет уровни трафика, взаимодействуя с сетью транспорта и доступа, и может отказать в установлении дополнительных сеансов. С точки зрения Lucent, необходимы расширения архитектуры IMS, которые обеспечили бы поддержку расширенного спектра услуг. Многие современные абонентские устройства VoIP, например IP-УАТС, не поддерживают сигнализацию SIP, используя обычно протокол H.323. Интегрированные устройства доступа IAD с поддержкой VoIP поверх DSL часто применяют протокол MGCP. Соответственно для поддержки этих распространенных абонентских устройств в сети IMS необходимо обеспечить взаимодействие поддерживаемых ими стандартов сигнализации и протокола SIP. С этой целью уже предложены новые граничные сигнальные шлюзы. Ни один абонент не откажется использовать коммуникационные сервисы в реальном времени и в органичном взаимодействии друг с другом. Сервис-провайдеры, организовав взаимодействие сервисов, могут предо-ставлять своим клиентам новые возможности. Приведем примеры. Абоненту в ходе длительного сеанса IM, возможно, потребуется установить отдельный сеанс голосовой связи и воспользоваться телефонным справочником. Если абонент подключился к сессии PTT, все входящие звонки должны инициировать сообщение об ожидающем вызове. Как отмечалось выше, сервисная архитектура IMS способна одновременно поддерживать множество различных коммуникационных приложений реального времени. Однако для предоставления такого рода смешанных услуг необходима организация дополнительного межсервисного взаимодействия. С этой целью Lucent предлагает ввести новый элемент – сервисный брокер, в функции которого входило бы сообщение данных о статусе и состоянии приложения другим приложениям. Как показано на рис. 2, сервисный брокер находится на уровне сеансного ядрайствующим приложениям. Планы Lucent по продуктам IMS Обширный, полнофункциональный портфель продуктов Lucent Accelerate™ основан на сервисной архитектуре и технологиях IMS. Как видно из рис. 3, составляющие его элементы используются на всех уровнях сервисной архитектуры IMS и во многих приложениях, о которых упоминалось выше. Сервисы, создаваемые партнерами Lucent, которые занимаются разработкой приложений, встраиваются в открытую архитектуру IMS и могут использоваться сервис-провайдерами для ускоренного предоставления новых услуг. Как показано на рис. 3, решения Lucent Session Manager и Lucent Network Controller, построенные на базе Lucent Control Platform (LCP), объединяют ряд функциональных элементов IMS: CSCF, TAS, MFRC, MGCF и IM-SSF. Кроме того, LNC (LSS) усиливает стандартную архитектуру IMS, выполняя функцию сигнального шлюза, которая обеспечивает прохождение сторонней сигнализации (H.323 или MGCP) в сервисную архитектуру IMS. Дополнительную функциональность IMS обеспечивает портфель продуктов Lucent MiLIfe™ Service Platform. Сервер медиаресурсов MiLife™ Lucent Media Resource Server (LMRS) выступает в роли медиасервера. Универсальный сервер абонентских данных MiLIfe™ USDS (SDHLR) выполняет функции абонентской базы данных HSS, а шлюз MiLIfe™ Intelligent Services Gateway (ISG) – функции OSA-GW для взаимодействия с серверами приложений Parlay. Медиашлюзы Lucent APX® и Plexus® , управляемые LSS, обеспечивают взаимодействие с ТфОП и поддержку телефонных соединений с УАТС. Дополнительные телефонные услуги предоставляют серверы приложений Lucent, взаимодействуя с LSS и продуктами MiLife™. Среди этих серверов – система универсальных сообщений AnyPath®, единый веб-портал Lucent Communication Manager, а также универсальная система тарификации услуг связи MiLife™ SurePay®. Сервис-провайдеры могут сами разрабатывать приложения, пользуясь средой MiLife™ Application Server (MAS). Как уже говорилось, партнеры Lucent создают серверы приложений, которые взаимодействуют с продуктами Lucent в соответствии со стандартами IMS и поддерживают сервисы обмена мгновенными сообщениями, мгновенной многоточечной связи, виртуальные частные сети, а также действующие службы на базе SCP, такие как идентификатор вызывающей стороны, переносимость локального номера и службы 800. Заключение Сервис-провайдеры заинтересованы в переводе голосовых услуг на рельсы VoIP, где коммуникационные сервисы реального времени могли бы бесшовно взаимодействовать друг с другом. Определенная стандартами архитектура, подсистема IP Multimedia обеспечивает надежную реализацию всех рассмотренных требований для создания новых конвергентных сервисов с поддержкой качества обслуживания. Эта архитектура лежит в основе решений Lucent Accelerate™ VoIP, что обеспечивает использование интеллектуальных сервисов на всех функциональных уровнях проводных и беспроводных сетей. Более того, Lucent создает расширения архитектуры IMS, котосных мультимедийных сервисов с помощью новых граничных сигнальных шлюзов. Вместе со своими партнерами Lucent предлагает решения, которые позволяют сервис-провайдерам повышать эффективность и ускоренными темпами выводить на рынок новые услуги. С графическими материалами статьи вы можете ознакомиться в печатной версии журнала. Главная страница / Архитектура отрасли |