Архітектурна концепція інтелектуальної мережі

Размещено на http://www.allbest.ru/

Архітектурна концепція інтелектуальної мережі

Призначення інтелектуальної мережі полягає в наданні додаткових телекомунікаційних послуг користувачу, при цьому розробка, впровадження і модифікація послуг здійснюється максимально швидко, економічно та з найбільш ефективним використанням існуючої інфраструктури мережі.

Інтелектуальна мережа (Intelligent Network, IN) є принципово новою архітектурою, основна ідея якої полягає у відділенні процесу традиційної комутації викликів від процедур впровадження, надання та управління послугами. Для цього необхідно мати певні інтерфейси між комутаторами мережі та спеціальними пристроями, які складають так звану "інтелектуальну надбудову" ("інтелектуальну платформу", "платформу IN"). Модернізація послуг у цьому випадку досягається лише модернізацією програмного забезпечення платформи IN. Це дозволяє швидко та економічно впроваджувати на існуючих мережах будь-які послуги незалежно від виробників комутаційного обладнання.

Основна вимога до функціональної архітектури IN - це відділення функцій надання послуг від функцій комутації та їх розподіл за різними функціональними підсистемами. Функції комутації, як і для традиційних мереж, залишаються в базовій мережі зв'язку, а функції управління, створення та впровадження послуг виносяться в створювану окремо від базової мережі інтелектуальну надбудову, яка взаємодіє з базовою мережею за допомогою стандартизованих інтерфейсів (рис. 1).

Рисунок 1 - Узагальнена функціональна архітектура IN

Таким чином, архітектура IN є розподіленою системою, в якій всі функції комутації, управління обслуговуванням, створення, модифікації та надання послуг розділені на невелику кількість модулів, взаємодію між якими забезпечують стандартні інтерфейси, а перелік функцій кожного модуля чітко визначений. Такі модулі одержали назву функціональних об'єктів. Комутаційне обладнання, до оснащене необхідними функціональними модулями, та спеціалізовані програмно-апаратні засоби називаються вузлами IN.

Існує кілька варіантів розподілу функціональних об'єктів між фізичними вузлами IN: від централізованого, при якому всі необхідні функції інтегровані в одному-двох вузлах, до найбільш розподіленої (класичної) архітектури, при якій надання послуги передбачає взаємодію декількох типів вузлів, найбільш важливими з яких є SSP, SCP, IP і SDP (рис. 2).

Вузол комутації послуг SSP (Service Switching Point) є комутаційною системою, за якою зберігаються всі функції з управління процесом надання основних послуг зв'язку, але ця система оснащена додатковим програмним забезпеченням. Вузол комутації послуг SSP забезпечує абонентам мережі загального користування доступ до послуг і підтримку протоколів взаємодії з іншими елементами IN. Вузол комутації послуг визначає, що виклик належить IN, і надсилає запит на активацію послуги у вузол, що виконує функції управління послугами, наприклад, вузол управління послугами SCP. Це повідомлення може містити в собі номер абонента, що викликає, набрані цифри номера, код необхідної послуги та деякі інші параметри. Після оснащення комутаційного обладнання функціями SSP послуги IN можуть вводитися й видалятися за допомогою лише певних модифікацій конфігурації SSP, які доступні технічному персоналу через звичайний інтерфейс оператора, без зміни системного прикладного програмного забезпечення (версії ПЗ).

Рисунок 2 - Спрощена фізична архітектура IN

Вузол управління послугами SCP (Service Control Point) забезпечує управління послугою та зазвичай є високопродуктивним комп'ютером з підвищеною надійністю. SCP містить програми, які централізовано реалізують логіку послуг для всієї мережі IN, програмне забезпечення протоколів взаємодії з іншими елементами мережі, системне програмне забезпечення, а також може містити базу даних реального часу. Вузол управління послугами також реалізує функції доступу до бази даних для трансляції номера й перевірки кодів послуг.

SCP приймає запит і повертає в SSP інструкції з подальшої обробки виклику відповідно до логіки послуги. Обслуговування виклику в SSP припиняється, доки перший набір інструкцій не досягне вузла комутації послуг. Вузол управління послугами відповідає за обробку виклику доти, доки управління не передасться назад у вузол комутації послуг. Протягом часу, поки SCP відповідає за управління викликом, SSP може надсилати йому звіти у вигляді повідомлень про результати виконання необхідних операцій. Для підтримки перерахованих функцій SCP повинен виконувати високопродуктивну обробку повідомлень мережі спільно канальної системи сигналізації СКС №7.

SCP має прямий доступ до вузла підтримки даних SDP або може з'єднуватися з ним через мережу сигналізації. При цьому вузол SDP може входити як у ту саму мережу, що й вузол SCP, так і в інші мережі. Через мережу сигналізації SCP може бути з'єднаний з вузлом комутації послуг SSP та інтелектуальною периферією (IP).

На рис. 3. наведено формальну модель процесу обслуговування виклику, що потребує послуг IN. Ця модель містить у собі модель базового процесу обслуговування виклику у взаємодії з логікою послуг IN, будь-яка комутаційна станція з функціями SSP має відповідати цій моделі.

Рисунок 3 - Модель процесу обслуговування виклику

Модель базового процесу обслуговування виклику містить послідовність точок, що відображають стани цього процесу (Point In Call, PIC), між якими можуть бути точки виявлення (Detection Point, DP) звернень до послуг IN або подій, які являють інтерес з погляду логіки послуг IN.

Точки PIC є відображенням звичайних дій, які виконує комутаційна станція під час установлення з'єднання, і станів, через які проходить процес обслуговування виклику з моменту, коли абонент зняв трубку, до закінчення зв'язку. Наприклад, стан виклику абонентом станції («трубка знята»), стан, коли станція приймає цифри номера, що набирає абонент («накопичення інформації»), «аналіз інформації», «маршрутизація», «сповіщення» тощо. Через подібні стани проходить процес обслуговування виклику в будь-якій станції (з функціями SSP або без них).

Точки виявлення звернень до послуг IN (Trigger Detection Points, TDP), або тригерні точки, відзначають припинення базового процесу обслуговування виклику для звернення до логіки послуг IN. Ці точки збігаються із заздалегідь призначеними критеріями, якими можуть бути певне поєднання цифр у набраному абонентом номері, префікс, категорія викликаючої абонентської лінії тощо. Експлуатаційний персонал SSP може самостійно призначати тригерні точки (тобто робити їх виявлюваними) і призначати критерії для звернення до IN.

Крім тригерних точок, які призначаються статично для кожного набору можливостей (CS), визначені також призначувані динамічно з боку SCP точки виявлення подій (Event Detection Point, EDP), важливих з погляду логіки послуг IN. Такими подіями можуть бути, наприклад, зайнятість викликуваного абонента, відповідь, відбій абонента тощо. Передана в SCP інформація про те, яка саме подія настала, використовується сервісною логікою для того, щоб прийняти рішення щодо подальших інструкцій, які потрібно направити до SSP.

Якщо в процесі обслуговування виклику виявлено активну тригерну точку, процес припиняється доти, доки SSP і SCP не закінчать обмін інформацією, внаслідок якого визначаються параметри наступного стану базового процесу.

Вузол підтримки даних SDP (Service Data Point) містить дані, необхідні для надання індивідуалізованих послуг, тобто виконує функцію підтримки даних. Доступ до SDP може бути отриманий або через мережу сигналізації, або через вузол управління послугами SCP або вузол забезпечення послуг SMP. Різні вузли підтримки даних можуть бути зв'язані один з одним.

Інтелектуальна периферія IP (Intelligent Peripheral) містить засоби, які роблять послуги мережі зручними для користувачів, забезпечуючи для SSP допоміжні функції з ведення діалогу з абонентом, такі як надсилання запиту до набору додаткових цифр, прийом цифр, що абонент надсилає двочастотним способом, розпізнавання мови та деякі інші можливості. Обладнання IP може бути як інтегрованим з SSP, так і окремо встановленим обладнанням. IP управляється за протоколом INAP з боку SCP. Підключення до SSP здійснюється сполучними лініями, якими керує підсистема користувача ISUP СКС №7, або за первинним доступом ISDN, що управляється цифровою абонентською сигналізацією DSS1.

Вузол середовища створення послуг SCEP (Service Creation Environment Point) забезпечує оператору мережі можливості для контролю й управління параметрами та конфігурацією послуг IN. Функціями цього вузла є модифікація послуг, розробка та тестування нових послуг (у тому числі й до початку комерційної експлуатації). SCEP дозволяє задати фактично індивідуальне обслуговування для кожного клієнта. У проектувальника послуг, що використовує таке обладнання, відсутня необхідність у використанні традиційних програмних засобів. Замість цього використовуються програмні засоби, управління якими здійснюється через систему меню, а послуги створюються введенням потрібних параметрів. Створена й відтестована належним чином в SCEP нова послуга (тобто програмні засоби для її реалізації) через систему техобслуговування SMP одночасно завантажується в усі SCP мережі оператора. В SSP для підтримки послуги не потрібно жодного нового програмного забезпечення, достатньо лише активувати потрібні тригерні точки.

Вузол менеджменту послуг SMP (Service Management Point) забезпечує адміністративне управління мережними елементами IN і мережею в цілому. Цей вузол може управляти базами даних, навантаженням, проводити тестування мережі та вимірювання різних її характеристик.

Протоколи взаємодії між SMР, SCEP і SCP у рамках першого набору можливостей CS1 не визначені, однак стандартними протоколами де-факто стали X.25 і TCP/IP.

Процес надання «узагальненої» інтелектуальної послуги можна подати у вигляді послідовних дій:

1. Набір номера абонентом А.

2. Встановлення з'єднання: Абонент А - вузол комутації послуг (Service Switching Point, SSР).

3. Отримання необхідної додаткової інформації від користувача з використанням засобів інтелектуальної периферії (Intelligent Peripheral, IР).

4. Передача інформації про послугу мережею спільноканальної сигналізації СКС №7 згідно з протоколом INАР із SSР у вузол управління послугами (Service Control Point, SСР).

5. Обробка інформації в інтелектуальній надбудові та формування управляючих повідомлень для SSР.

6. Передача управляючої інформації мережею СКС №7 із SСР у SSР.

7. Встановлення мовного тракту Абонент А - Абонент Б.

8. Інформування Абонента Б (Абонента А) про початок тарифікації тощо з використанням засобів IР.

9. Розмова абонентів.

10. Завершення розмови. Передача інформації про завершення розмови з SSР у SСР мережею СКС №7.

11. Роз'єднання абонентів. Завершення виконання послуги. Вивільнення SSР.

Слід звернути увагу на те, що така послідовність дійсна тільки для узагальненої послуги. Насправді процес обробки послуг може включати лише частину з етапів, наведених вище. Розглянемо більш детально затримки, які вносяться в процесі виконання перерахованих дій і впливають на результуючу затримку виконання конкретної послуги інтелектуальної мережі.

1. Набір номера Абонентом А (стороною, що викликає). У загальному випадку цю затримку можна було б не враховувати та відраховувати час від моменту натискання останньої цифри номера. В окремому випадку при використанні АТС старих конструкцій - наприклад, декадно-крокових АТС - час набору впливає на час установлення з'єднання. Проте якщо зробити припущення, що вся первинна мережа міжстанційних зв'язків цифровізована, зазначена складність усувається, і час набору номера можна не враховувати.

2. Встановлення з'єднання: Абонент А - SSР. Затримка при передачі інформації про необхідність установлення з'єднання не є постійною величиною й залежить як від конфігурації мережі, так і від миттєвого завантаження каналів СКС №7 і кількості SSР на мережі.

Якщо запит послуги відбувся на станції, що має функції SSР, час встановлення з'єднання нехтовно малий. У загальному ж випадку при розрахунку не обійтися без застосування ймовірнісно-часових характеристик і теорії масового обслуговування та розподілу інформації. Оскільки в СКС №7 використовується динамічна маршрутизація пакетів, то розрахунок цього часу - досить складна задача, тому в кожному випадку вона вирішується із введенням різного роду допущень. Іноді її навіть можна звести до обчислення формули

, (1)

комутація інтелектуальний надбудова виклик

де - час передачі інформації точка-точка між двома суміжними пунктами сигналізації мережі СКС з урахуванням помилок у ланці;

- середня кількість транзитних пунктів сигналізації;

- час обробки сигнальної інформації в транзитному пункті сигналізації.

3. Отримання необхідної додаткової інформації від користувача. Ця операція здійснюється в діалоговому режимі шляхом програвання автовідповідачем вузла IР відповідного мовного повідомлення («Для одержання інформації натисніть цифру 3...»). Затримка на цьому етапі, як правило, визначається часом програвання записаної інформації-підказки та часом реакції користувача, а також кількістю транзакцій «запит-відповідь».

4. Передача інформації про послугу з SSР у SСР. Після надходження інформації про запит послуги від Абонента А в SSР, відбувається її передача в SСР мережею СКС №7 згідно з протоколом INАР, який використовується для реалізації послуг ІN. Затримка також залежить від щільності ймовірності виникнення помилок у каналі.

5. Обробка інформації в інтелектуальній надбудові та формування управляючих повідомлень на SSР. При цьому можливі такі затримки:

- час запуску програми логіки послуги;

- час зчитування інформації з бази даних (БД) - затримка кратна кількості зчитувань;

- запис інформації в БД - затримка кратна кількості записуваних даних;

- час виконання програми-логіки послуги.

6. Передача управляючої інформації мережею СКС №7 із SСР у SSР. Час затримки розраховується аналогічно п. 4.

7. Встановлення мовного тракту Абонент А - Абонент Б. Вносить затримку, що дорівнює часу встановлення з'єднання SSР - Абонент Б (аналогічно п. 2) + час очікування підняття трубки Абонентом Б.

8. Інформування Абонента Б (Абонента А) про початок тарифікації тощо. Аналогічно п. З.

9. Розмова абонентів. Затримка повністю визначається характером послуги та суб'єктивними характеристиками користувачів.

10. Завершення розмови. Передача інформації про завершення розмови з SSР у SСР. У вузол SSР передається сигнальна інформація про припинення з'єднання від Абонента А або Абонента Б. Передача інформації про завершення процесу надання послуги у вузол SСР (затримка на передачу інформації SSР-SСР).

11. Роз'єднання абонентів. Завершення виконання послуги. Вивільнення SSР. Відключення абонента, що залишився (час не враховується, оскільки сигнал про роз'єднання з'єднання відсилається на станцію і більше від цього абонента нічого не залежить). Виконується запис службової інформації (статистика, дані тарифікації) SСР у БД. Завершення програми логіки надання послуги.

Передумови створення концепції IN наведено на рис. 4:

Рисунок 4 - Передумови створення концепції IN

Перша фаза реалізації IN, асоційована з першим набором можливостей (CS-1), більшою мірою є іншим способом реалізації давно відомих послуг або структурування існуючої мережі зв'язку, ніж створенням нової мережі або принципово нових послуг. Основні функції надання послуг у мережах IN із комутаційних систем переносяться у невелику кількість вузлів управління послугами SCP. Для взаємодії з SCP існуючі комутаційні системи доустатковуються функціями комутації послуг і стають після цього вузлами комутації послуг SSP. Отже, на першому етапі впровадження послуг IN існуюча мережа зв'язку лише структурується відповідно до концепції IN з метою більш ефективного надання послуг, які, як правило, вже зарекомендували себе (трансляція номерної інформації, альтернативна тарифікація, телефонні кредитні картки тощо).

Слід зазначити, що достатньо розповсюдженими є й альтернативні способи надання тих самих послуг, найпоширенішими з яких є застосування комп'ютерної телефонії (Computer Telephony Integration, CTI). При цьому зовнішній комп'ютер, з'єднаний з комутаційною системою, так само як SCP у мережах IN, бере на себе частину функцій з реалізації логіки послуги й у цьому плані функціонально аналогічний йому. Однак загальноприйняті стандарти на прикладному рівні для взаємодії через інтерфейс між ним і комутаційною системою поки відсутні. Крім того, не передбачені рішення, що дозволяють використовувати той самий комп'ютер для обслуговування декількох комутаторів, і, як наслідок, відсутня можливість централізованого розгортання та модифікації послуг на всій мережі. Перевагою такого способу є відносно невелика вартість, що є досить привабливим для операторів виділених і приватних мереж, тому відповідне обладнання зазвичай підключається до відомчих АТС.

Використовуючи комп'ютерну телефонію для надання таких послуг як телеголосування та телефонні кредитні картки і називаючи останні "інтелектуальними послугами" або навіть послугами IN, оператори найчастіше вводять в оману своїх клієнтів, незнайомих зі стандартами IN. Адже не існує інтелектуальних послуг, є лише той або інший спосіб їхньої реалізації. Один з таких способів одержав назву "інтелектуальна мережа", з цієї причини послуги, реалізовані саме таким способом, називаються послугами інтелектуальної мережі. При цьому кінцевого користувача у більшості випадків не цікавить, який саме спосіб використовує той або інший оператор для надання потрібних йому (клієнту) послуг, його цікавить лише співвідношення між якістю та вартістю цих послуг. Для оператора ж мережі зв'язку спосіб надання послуг має першочергове значення, і в цьому контексті використання комп'ютерної телефонії (або інших функціонально аналогічних способів) на великих мережах з погляду перспектив їхнього розвитку навряд чи можна вважати доцільним, беручи до уваги можливості з розширення номенклатури послуг, забезпечення надійності мережі, доступності послуг і взаємодії між мережами.

Використання концепції IN має такі переваги:

ефективне використання мережних ресурсів;

модульність і багатоцільове призначення мережних функцій;

стандартизована взаємодія мережних функцій за допомогою незалежних від послуг мережних інтерфейсів;

можливість розвивати незалежно мережі зв'язку і бази даних/послуг, але із чіткою їх взаємодією у відповідності зі стандартами, протоколами та інтерфейсами ITU-Т;

великий діапазон можливостей: IN дозволяє операторам мережі та постачальникам послуг надавати широкий спектр послуг, кількість яких обмежується лише визнанням користувачів та інтересом до цих послуг;

контроль послуги абонентом і адаптація послуг до вимог замовника: послугу може конфігурувати як постачальник, так і її абонент;

швидке впровадження нових послуг і корекція старих; завдяки послуго-незалежному підходу до реалізації програмного забезпечення (ПЗ), використання концепції IN дозволяє зводити до мінімуму обсяг модифікацій ПЗ комутаційної системи, необхідних для введення нових послуг, дозволяє швидко й гнучко вводити нові або модифікувати вже наявні в експлуатації послуги без внесення суттєвих змін в існуюче ПЗ цифрових систем комутації;

інтелектуальна мережа може бути реалізована на будь-якій існуючій мережі зв'язку, хоча більш ефективним є її впровадження на цифрових мережах з використанням СКС №7, розподіленої обробки даних, а також управління базами даних.

Слід зазначити, що в країнах з розвинутою телекомунікаційною інфраструктурою задовго до введення послуг IN існувала практика надання додаткових послуг у межах мережі загального користування. Для таких країн перехід до інтелектуальної мережі - це лише перехід до іншого, більш ефективного, способу надання послуг, що характеризується значним ступенем стандартизації. Створення IN спростить введення нових послуг, підвищить якість обслуговування споживачів, знизить витрати операторів, а звідси - і тарифи на послуги, підвищивши доходи. При цьому користувач одержує можливість управляти послугами, формувати й замовляти їх на певний час та одержувати доступ до послуг незалежно від свого географічного положення.

IN підтримує телефонні мережі загального користування, мережі мобільного радіотелефонного зв'язку, мережі передачі даних та ін., а також широкий спектр послуг, включаючи (але не обмежуючись цим) всі існуючі та майбутні послуги вузько-смугової та широкосмугової ISDN.

Діючі особи, які беруть участь у наданні та використанні послуг IN:

1. Оператор мережі (Network Provider) - телекомунікаційна фірма, що організує та експлуатує мережі передачі й розподілу інформації, створює інфраструктуру IN і здійснює її обслуговування.

2. Постачальник послуги (Service Provider) - це організація, що займається комерційним наданням послуги на базі власних платформ IN або платформ інших мережних операторів.

3. Виробник обладнання - постачальники комутаційних систем для мереж зв'язку, засобів обчислювальної техніки та програмного забезпечення для створення необхідної інфраструктури та послуг IN, а також управління ними.

4. Абонент послуги (Subscriber) - приватна особа або організація, що підписалася на послугу IN, пропоновану постачальниками. Абонент сплачуєрахунок за користування послугою, іноді бере участь у визначенні її параметрів. У ряді випадків він може пропонувати послугу кінцевому користувачеві. Прикладом можуть служити компанії, які стали абонентами послуги „безкоштовний виклик”.

5. Користувач (User) - приватна особа або організація, що має доступ до послуги IN. Кінцевий користувач, наприклад, користувач послуги „безкоштовний виклик”, не обов'язково оплачує її.

Размещено на Allbest.ru