IMS позволяет получить доступ к услуге с любых оконечных устройств.

Для повышения прибыли и удовлетворения потребностей перспективных целевых групп телекоммуникационные предприятия ищут новые модели бизнеса. С одной стороны, они нацелены на технически подкованных частных клиентов, желающих, чтобы приложения, работающие на домашнем компьютере, могли использоваться и на мобильных устройствах. С другой — корпоративный рынок требует новых технологий для повышения эффективности работы. Спрос на независимую от устройств коммуникацию высок, а одновременно он растет и на легко управляемые интегрированные услуги.

Требование новых, охватывающих всю сеть — т. е. конвергентных — мультимедийных услуг для частных и деловых пользователей стимулирует развертывание сетей следующего поколения (Next Generation Network, NGN): операторы должны расширять свои сети, чтобы предлагать конвергентные услуги. Однако они оказываются в цугцванге не только из-за изменения спроса. Традиционные услуги передачи данных, к примеру телефония или доступ в Internet по каналам DSL, падают в цене, угрожая снижением прибылей, в результате чего встает вопрос о способах финансирования роста. Базовых услуг, в частности телефонии и простой передачи данных, в качестве источника дохода уже недостаточно. Необходимые для выживания ресурсы должны в будущем предоставить дополнительные услуги, но для этого требуется, чтобы сетевой мир стал конвергентным.

Строить для этого полностью новую сеть не нужно. Коммутируемую телефонную сеть общего пользования (Public Switched Telephone Network, PSTN), сеть подвижной связи или Internet можно продолжать эксплуатировать и дальше. Дополнительно придется построить лишь ядро для коммутации пакетов, соединяющее различные сети доступа. Новые услуги будут предоставляться опорной сетью, т. е. независимо от сети доступа. Таким образом, в любом месте, при использовании любого метода доступа к сети и с любого оконечного устройства пользователь может обращаться к одним и тем же услугам. Однако оконечные устройства обычно предназначены для выполнения определенных функций: так, дисплей мобильного телефона едва ли приспособлен для воспроизведения телевизионных программ. Поэтому необходимо реализовать функции предварительной обработки данных для их правильного отображения на определенном устройстве.

Что же необходимо сделать провайдерам для того, чтобы их сети были готовы к предоставлению новых услуг? Задача решается при помощи мультимедийной подсистемы IP (IP Multimedia Subsystem, IMS). IMS является открытым отраслевым стандартом, посредством которого операторы смогут провести миграцию своих сетей в направлении NGN. Она представляет собой разработанную отраслевым союзом «Партнерский проект третьего поколения» (Third Generation Partnership Project, 3GPP) при участии компании Lucent сервисную платформу для интеграции различных мобильных услуг (UMTS, GSM, WiFi, WiMAX), а также услуг передачи голоса и данных для стационарных сетей, к примеру Internet. IMS позволяет получать доступ к одной и той же услуге из любых сетей доступа и с любых оконечных устройств. Для обозначения этого процесса обычно используется выражение «конвер-гентные услуги».

ОТКРЫТЫЕ СТАНДАРТЫ ДЛЯ КОНВЕРГЕНТНЫХ УСЛУГ

Новая концепция предусматривает отделение базовых функций друг от друга и является масштабируемой — выполнение разных функций берут на себя узкоспециализированные физически разделенные сетевые элементы: сервер приложений предоставляет услуги; элементы обработки вызовов отвечают за сигнализацию; системы баз данных хранят пользовательские данные; медиа-серверы воспроизводят объявления; шлюзы соединяют разные сети доступа.

Стандарт IMS описывает функции сетевых элементов и интерфейсов между ними. Но IMS, определенная 3GPP, учитывает не все детали. Поэтому производители, к примеру Bell Labs, исследовательское подразделение компании Lucent, проводят дополнительные исследования. Они пытаются установить, где проходят границы IMS, какими слабостями обладает стандарт и куда можно добавить специфические для определенных производителей атрибуты. Цель — предложить операторам полное решение.

СЕРВИСНАЯ АРХИТЕКТУРА С ЛОГИЧЕСКИМИ ФУНКЦИЯМИ

IMS поддерживает множество различных серверов приложений — от серверов телефонных приложений до комбинированных серверов обработки данных и голоса и профильных приложений обработки данных (системы мгновенного обмена сообщениями, Push to Talk), а также приложений вне IMS. Сервисная архитектура представляет собой набор логических функций, распределенных по трем уровням сети следующего поколения: транспортный уровень (уровень конечных точек и шлюзов), уровень управления сеансами и уровень приложений (см. Рисунок 1).

Транспортный уровень берет на себя организацию сеанса при помощи сигнализации протокола инициации сеанса (Session Initiation Protocol, SIP) и обеспечивает транспортные услуги с конвертированием голоса из аналогового или цифрового сигнала в пакеты IP. Этот уровень включает в себя медиа-шлюзы для преобразования голоса из формата IP (Voice over IP, VoIP) в формат мультиплексной передачи с временным уплотнением каналов (Time-Division Multiplexing, TDM — метод передачи в классических голосовых сетях). Пакеты IP передаются по сети IP при помощи протокола передачи данных в реальном времени (Real Time Protocol, RTP). Кроме того, он предлагает целый ряд медиа-услуг: голосовые и видеоконференции, объявления, распознавание сигнала и голоса, а также вывод речевой информации. Такие приложения, как голосовые почтовые ящики и услуги с распределенной стоимостью и бесплатным телефонным номером, используют ресурс совместно.

Уровень управления сеансами включает в себя функцию управления сеансом вызова (Call Session Control Function, CSCF). Она управляет регистрацией оконечных устройств и маршрутизацией сообщений SIP к соответствующим серверам приложений на основе критериев фильтрации, заданных в домашнем сервере подписчика (Home Subscriber Server, HSS). CSCF взаимодействует с транспортным уровнем для обеспечения качества приложений и состоит из трех основных частей:

  • посредническая CSCF. Любое оконечное устройство взаимодействует с сетью только через посредника CSCF. Таким образом, она становится точкой входа в IMS. Задачей посредника CSCF, среди прочего, является сокрытие остальных функций сети от наблюдения извне;
  • согласующая CSCF. Она обеспечивает интерфейс для соединения с другими сетями передачи голоса по IP и предотвращает появление неавторизованных услуг в сети;
  • служебная CSCF. Эта функция отвечает за регистрацию оконечных устройств и маршрутизацию сообщений SIP. Она назначается оконечному устройству при регистрации.

За интерфейс с ТфОП на уровне управления сеансами отвечают две функции: функция управления шлюзами (Breakout Gateway Control Function, BGCF) и функция управления медиа-шлюзами (Media Gateway Control Function, MGCF). Они преобразуют протокол SIP в протокол SS7 (Signaling System No. 7 — сигнальная система №7). Протокол Н.248 служит для управления медиа-шлюзами, т. е. для преобразования голоса.

Основу уровня управления сеансами составляет HSS. Эта централизованная база данных функционирует в качестве вышестоящего ресурса для определения надлежащих услуг. Сервер назначает пользователю индивидуальный сервисный профиль; куда входит информация об услугах, критерии фильтрации и предпочтения. В хранилище данных сохраняются зарегистрированный IP-адрес, сведения о роуминге и об услугах, активация признаков услуг, информация о службах мгновенного обмена сообщениями и прочие совместно используемые данные. При помощи этой информации гораздо проще создавать различные приложения и новые персональные услуги.

На уровне приложений находятся серверы приложений, а те, в свою очередь, содержат логику услуг. Ар-хитектура IMS и SIP достаточно гибка для того, чтобы предоставлять разные телефонные и мультимедийные услуги, а также услуги передачи данных. Взаимодействие с уровнем приложений происходит при помощи протокола управления мультимедийными услугами SIP IP (SIP IP Multimedia Service Control, SIP ISC). Таким образом, уровень приложений поддерживает самые разные приложения в голосовых и иных сетях. Абоненты, желающие активировать или деактивировать услугу, могут обратиться к серверу через портал Web.

В отличие от традиционной сетевой инфраструктуры приложения инфраструктуры IMS отделены от сети доступа: все услуги доставляются на любое оконечное устройство — вне зависимости от того, каким методом доступа к сети воспользуется конечный пользователь (см. Рисунок 2). Таким образом, вводить новые приложения сетевым операторам станет проще и дешевле, а пользователи получат выгоду от персональных услуг.

ДОРОГА К IMS

Единого взгляда на то, как и когда следует переводить свои сети на NGN, не существует.

Самые большие издержки по внедрению конвергентных услуг несет, безусловно, сетевой оператор. Но и потенциальным пользователям следует проявлять активность, если они заинтересованы в этих услугах. Уже сегодня многие предприятия задаются вопросом, каким именно образом услуги на базе IP войдут в их повседневную жизнь. Ясно, что в сетевую инфраструктуру IMS должны инвестировать провайдеры, а не сами предприятия, которым между тем предстоит позаботиться о собственной внутренней инфраструктуре передачи голоса по IP. Для предприятий справедливо общее правило — краеугольным камнем конвергентных мультимедийных услуг является VoIP. К ним относятся:

  • подключенные к корпоративной локальной сети IP-телефоны на каждом рабочем месте или модернизация уже имеющихся телефонных аппаратов. Классические учрежденческие АТС также в состоянии работать с IP;
  • построение виртуальных частных сетей IP для разных филиалов предприятия;
  • инсталляция брандмауэра с под-держкой VoIP на маршрутизатор глобальной сети. Вместе с виртуальными частными сетями IP он защищает услуги передачи голоса по IP.

Вместе с IMS провайдеры услуг получают все необходимое не только для внедрения настоящих конвергентных мультимедийных услуг, но и для использования таких служб, как IP Centrex и IP PBX. При переходе на VoIP следует обратиться за помощью к провайдерам, ведь они, кроме всего прочего, способны предложить и управляемые услуги — управляемую передачу голоса по IP и управляемую безопасность.

Дитер Шулер — ответственный за техническую стратегию в Lucent Technologies. С ним можно связаться по адресу: http://www.lucent.com.


? AWi Verlag

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями