Переход к инфраструктуре сетей следующего поколения — одна из самых актуальных задач в сфере связи. Крупные телекоммуникационные производители в течение нескольких лет работают над конвергенцией мобильных и фиксированных сетей связи (FMC), а также над переводом сетевой инфраструктуры операторов на IP-технологии. И многие из них готовы предложить комплексные коммерческие продукты.
По мнению большинства производителей, наиболее эффективно реализовать концепцию FMC позволяет архитектура IP Multimedia Subsystem (IMS). Она включает в себя общие уровни приложений/сервисов и управления сеансами связи для фиксированных и мобильных сетей, обеспечивая конечным пользователям прозрачный доступ к услугам. Основное назначение IMS-платформы — обеспечение интегрируемых друг с другом мультимедийных услуг при использовании любой инфраструктуры доступа (UTRAN, GERAN, WLAN/Wi-Fi, WiMAX, Wireless DSL). Предполагается, что операторы связи полностью контролируют абонентские интерфейсы и опорную сеть, а сторонние сервис-провайдеры отвечают за предоставление контента и дополнительных услуг.
Эффективность внедрения IMS-платформ очевидна, но в нашей стране пока нет ни одного завершенного коммерческого проекта такого класса. Дело в том, что для внедрения IMS необходима законодательная база, не противоречащая высокому уровню развития коммуникаций. Кроме того, требуются соответствующая сетевая инфраструктура и подходящее для реализации IP-сервисов оборудование (не только операторские решения, но и пользовательские терминалы).
Производители заявляют о готовности предложить рынку комплексные коммерческие продукты операторского класса. А значит, внедрение мультимедийных услуг в нашей стране — дело ближайших двух-трех лет. Проанализировав нынешние тенденции, попытаемся оценить перспективы использования решений IMS в России.
Мультимедийная архитектура
Предлагаемые разными производителями системы IMS в плане архитектуры существенно не различаются. Представленные на рынке решения отвечают требованиям комитета IETF и стандартам 3rd Generation Partnership Project (3GPP) на сети 3G/WCDMA. Они описаны в спецификациях 3GPP R.53GPP, созданных еще в 2002 году. Каждый производитель утверждает, что его разработка совместима с IMS-платформами других поставщиков.
Архитектура таких решений делится на три горизонтальных уровня: транспорт и абонентские устройства, управление вызовами и сеансами, IP-приложения. В платформу IMS входят следующие ключевые компоненты: сервер управления вызовами и сеансами (Serving Call Session Control Function, S-CSCF), прокси-сервер управления вызовами и сеансами (Proxy Call Session Control Function, P-CSCF), сервер управления запросами вызовов и сеансов (Interrogating Call Session Control Function, I-CSCF), сервер управления ресурсами мультимедиа (Multimedia Resource Function, MRF), серверы приложений (Application Servers), интерфейсы Parlay, CAMEL и INAP, контроллер медиа-шлюзов (Media Gateway Controller, MGC) и база данных абонентов (Home Subscriber Server, HSS).
Системы функционируют на базе IP-протокола инициации сессий SIP (Session Initiation Protocol). Владимир Шапоров, заместитель руководителя центра технической поддержки департамента «Телекоммуникации» компании Siemens, подчеркивает, что простота, эффективность и расширяемость этого протокола позволяют быстро внедрять услуги, добавлять новые типы информации и пользовательские функции. Распространенность SIP дает возможность предоставлять идентичные сервисы не только абонентам отдельной сети, но и клиентам других операторов, у которых имеются аналогичные платформы. А поскольку данная технология работает поверх IP, то абсолютно неважно, какая среда доступа служит для подключения абонента — мобильная (3G), фиксированная (xDSL) или комбинированная (Wi-Fi).
Алексей Шалагинов, заместитель директора департамента поддержки продаж оборудования для фиксированных сетей представительства Huawei в СНГ, отмечает, что функционирование платформ IMS предполагает использование операторами механизмов обеспечения качества сервиса (QoS). Благодаря этому клиенты получают гарантии уровня предоставляемых им услуг, а операторы — гарантии объема информационного обмена с партнерами. На базе IMS могут быть реализованы такие возможности, как контроль над присутствием абонентов, мгновенный обмен сообщениями, чат между абонентами сотовой и фиксированной сети, онлайновые игры, а также обычные телефонные услуги.
Производители созрели
Решения IMS активно продвигают гранды мировой индустрии Alcatel, Ericsson, Huawei, Lucent Technologies, Motorola, NEC, Nokia, Nortel и Siemens. В нашей стране одной из первых (на выставке «Связь-Экспокомм», состоявшейся в 2004 году) такие решения представила компания Siemens. Немецкий производитель считает данное направление стратегическим, и сейчас на его счету — 40 контрактов на поставку систем IMS. В том числе он может похвастать семью завершенными проектами — с KPN Fixed&Mobile, E-Plus, BASE, Digital Nanning, Fujian Telecom, Romanian Operator.
Как рассказал Шапоров, Siemens предлагает платформы IMS версий 2, 3, 3.5, 4 и 5, причем каждая последующая отличается большим функционалом, чем предыдущие. Например, второй релиз включает в себя компоненты CSCF, HSS и шлюз Pocket Data Gateway, базирующийся на Cisco VPN 3000/3080. А в состав пятой версии помимо базовых элементов входят мультимедийные домены (Media Resource Function, Media Gateway Control Function, Media Gateway), предназначенные для организации конференций и обеспечения максимально широкого спектра услуг.
В качестве коммерческого решения для беспроводных сетей 2,5/3G корпорация Siemens предлагает полный пакет серверов на базе IMS/SIP под названием Rich Communication @vantage. На базе этого продукта могут предоставляться услуги Call&Share, Push-to-Talk и Instant Messaging. А платформа IMS @vantage дополнительно поддерживает учет присутствия/статуса пользователей и передачу мультимедийных сообщений. В состав решения входят контроллер мультимедийных сеансов (MSC) CFX-5000, контроллер медиа-шлюзов (MGC) CFX-5200, сервер абонентских данных (HSS) CMS-8200, медиа-шлюз CMG-3000, реализующий интерфейс с сетями TDM и ТфОП, а также серверы приложений на базе SIP.
В продуктовом портфеле Huawei разработки в рамках архитектуры IMS появились в 2003 году. Платформа Huawei IMS 2.0 задействует стандарты 3GPP с учетом требований TISPAN и 3GPP2, включает в себя логические компоненты сервисного уровня HSS, MRFC, OMC и SIP Application Server. Они базируются на архитектуре опорной сети IP/MPLS, состоящей из модулей управления сетью, базовых элементов принятия решений (Policy Decision Function, PDF), блока управления несущей (Bearer Control Function, BCF) и программного коммутатора (Softswitch).
PDF определяет качество услуг в соответствии со статусом пользователя, его требованием к пропускной способности и значением QoS, а BCF контролирует выделение в опорной сети необходимой для той или иной услуги полосы пропускания. За управление медиа-ресурсами отвечает Media Resource Function Control (MRFC), а за управление медиа-шлюзами — Media Gateway Control Function (MGCF).
Платформа IMS компании NEC поддерживает приложения Push-to-Talk, IM, чат, службу определения присутствия. Решение состоит из таких компонентов, как CSCF, HSS, MRF, сервер присутствия, сервер приложения, межсетевой экран NAT. Для доступа к услугам с терминалов, не поддерживающих SIP, применяются межсетевые шлюзы. Сейчас система проходит тестирование в ряде операторских сетей как основа для будущего перехода к NGN-услугам.
Алексей Собкевич, менеджер по развитию бизнеса департамента пакетных решений для операторов связи Nortel в России и СНГ, заявил, что его компания готова к поставкам IMS-инфраструктуры в полном объеме (в том числе компонентов CSCF, HSS, MGCF, PES и серверов SIP-приложений). Поскольку Nortel уделяет особое внимание качеству услуг, пакет решений дополнен элементом RACS (Resource Admission Cotrol Subsystem — подсистема управления распределением ресурсов). В партнерстве с IBM компания создает приложения для массового рынка мультимедийных услуг.
Активно разрабатывает мультимедийные решения шведский концерн Ericsson. Наступление на российский рынок с арсеналом таких продуктов компания начала в прошлом году, продемонстрировав весной в Технопарке ЦНИИС, а затем и на осенней выставке «Инфоком-2005» (совместно с «ВымпелКомом») технологию оказания мультимедийных услуг в сотовых сетях. Были представлены сервисы Instant Messaging Chat, Push-to-talk, Shared URL (отправки абонентам ссылок на просматриваемые Internet-страницы), онлайновой игры в шахматы и Whiteboard (совместной работы над рисунками и документами).
Эдуард Павлов, менеджер по техническим решениям Ericsson в Восточной Европе и Центральной Азии, подчеркнул, что система IMS Ericsson реализована на платформе TSP (Telecom Server Platform) и поддерживает открытые промышленные стандарты. Она позволяет создавать масштабируемые решения операторского класса, обеспечивающие широкий спектр FMC-услуг. На счету Ericsson — более 20 контрактов на поставку коммерческих IMS-систем, в том числе для операторов France Telecom, Vodafone Group и Telefonica. Еще 50 систем проходят тестовую эксплуатацию в сетях GSM/GPRS, WCDMA и проводной связи.
Готов ли рынок?
Согласно единодушному мнению компаний, разрабатывающих продукты IMS, ключевым преимуществом внедрения данной технологии является возможность получения рыночными игроками новых источников дохода. Эдуард Павлов из Ericsson полагает, что благодаря IMS операторы мобильной связи смогут быстро разворачивать мультимедийные услуги для всех категорий абонентов и сервисы класса Fixed-mobile — для корпоративных клиентов. Фиксированные операторы станут предоставлять разнообразные услуги наравне с «беспроводными» конкурентами. Те и другие получат возможность тарифицировать их по событиям, а не по объему трафика (например, по количеству сеансов связи или числу нажатий клавиши «push» в режиме Push-to-Talk). Выгода контент-провайдеров от внедрения сервисов нового поколения очевидна: это рост потребления их услуг.
Шалагинов из Huawei считает, что в развитой IMS-сети уже не будет «вертикального» разделения операторов по типам базовых услуг, а понятия «оператор фиксированной сети» и «оператор мобильной сети» постепенно отойдут в прошлое. На смену вертикальной иерархии традиционной инфраструктуры, которую в зарубежной технической литературе часто называют схемой «дымохода» (stovepipe), придет горизонтальная модель нового поколения.
Выгоды для абонентов NGN тоже очевидны. Помимо уже упоминавшейся гибкой системы тарификации (в зависимости от контента, событий и трафика) Шалагинов отметил отсутствие необходимости в «привязке» к разным сервис-провайдерам для получения тех или иных услуг. Абоненты IMS-сети смогут использовать разнородные технологии доступа и терминальные ресурсы (при необходимости переходя с фиксированной на мобильную или IP-телефонию) и получать весь комплекс услуг (в том числе персонализированных) от единого поставщика с оплатой по единому счету.
В Siemens согласны с тем, что через 10 лет на рынке телекоммуникаций уже не будет разделения на фиксированных и мобильных операторов «в чистом виде». Услуги связи станут предоставляться под едиными брендами, вне зависимости от технологий доступа. А в мобильных сетях единственным способом передачи управляющей сигнализации останется применение SIP-протокола.
Предлагаемые ведущими поставщиками решения IMS уже воплощаются в проектах British Telecom, Cingular Wireless, KPN, O2, Shandong Unicom, Sprint, Telecom Italia Mobile и TeliaSonera. И хотя в России подобных примеров успеха пока нет, производители настроены оптимистично. В нашей стране развитие NGN сдерживается объективными причинами, о которых мы уже упомянули, поэтому поставщики инфраструктурных решений предлагают переходить к мультимедийным платформам плавно, постепенно наращивая мощности имеющейся «гибридной» инфраструктуры. Такая стратегия поможет оптимизировать инвестиции, «подготовить» пользователей к новым услугам и, что особенно важно, позволит операторам не терять время в ожидании «созревания» рынка.
По словам Шапорова из Siemens, операторы могут начать движение к полноценной IMS-архитектуре с обеспечения поддержки IPv4 в сетях GPRS/EDGE/WLAN. Им будет достаточно внедрить только CSCF (CFX-5000) и HSS (CMS-8200) — обязательные компоненты, позволяющие развернуть базовые SIP-услуги (Push-to-Talk, Call&Share, IM, Chat, Presence). В дальнейшем они смогут модернизировать свои системы для обеспечения полной поддержки функционала FMC, Mobile VoIP, Rich Multimedia Conferеnce, протокола IPv6 и прозрачного хэндовера GSM-WLAN-WiMAX. А поскольку имеющиеся решения имеют модульную структуру, при реализации поэтапного подхода проблем возникнуть не должно.
Huawei предлагает свою стратегию плавного перехода к IMS от традиционной сети — Smart Network (не путать с понятием «интеллектуальная сеть»!). На первом этапе предполагается установка в фиксированной сети компонента Smart HLR, который будет хранить базу данных пользователей и профилей их услуг. В мобильной сети такой компонент присутствует «по определению», являясь прообразом HSS. В местных АТС необходимо устранить все перекрестные связи. А на транзитном уровне следует установить транспортные медиашлюзы, централизованно управляемые коммутатором SoftSwitch. Базу данных пользователей также может переместить в Smart HLR.
Шалагинов утверждает, что представленная сетевая модель имеет много общего с архитектурой NGN-сети класса 4. Грамотная пошаговая реализация этой концепции облегчит запуск новых услуг, упростит биллинг. Стратегия Smart Network успешно реализована в Китае и некоторых других странах. Этот подход был использован, в частности, при первом коммерческом внедрении NGN-решения Huawei в сети Магаданского филиала «Дальсвязи». Кроме того, он нашел применение в сетях традиционных и альтернативных операторов в Москве, Нижнем Новгороде, Казани, Владивостоке, Хабаровске.
Собкевич сообщил, что компания Nortel также поставляет NGN-системы «Уралсвязьинформу», «Сибирьтелекому» и другим традиционным операторам связи. В дальнейшем компоненты этих систем можно будет интегрировать в IMS-архитектуру как SIP-серверы, MGCF и PES.
Нам это понравится
Сроки внедрения платформ IMS в нашей стране во многом будут зависеть от выдачи лицензий на 3G и преодоления других препятствий административно-бюрократического характера. Специалисты считают, что массового распространения IMS-технологий в России следует ожидать не ранее 2008 года. При этом Шапоров предлагает ориентироваться на 2008-2010 годы, а Шалагинов — на 2010 год.
В числе пионеров освоения новой технологии, безусловно, окажутся представители «большой тройки», а также крупные игроки рынка фиксированной связи, в том числе предприятия «Связьинвеста». Шалагинов считает, что поначалу технология IMS будет «обкатываться» операторами, работающими с корпоративными пользователями. Наибольшую популярность у таких потребителей получит универсальное средство коммуникаций (Unified Communication), позволяющее обрабатывать множество информационных каналов (электронная и голосовая почта, факс, телефон) с помощью единого пользовательского интерфейса.
Следует ожидать высокого спроса на услугу интеллектуальной маршрутизации (Intelligent Routing), которая позволяет планировать направление входящих вызовов (мобильный терминал, голосовая почта, извещение по e-mail/IM/SMS и т.д.) в соответствии с графиком работы сотрудника. Популярность не только у корпоративных, но и у обычных пользователей получит услуга Presence (контроль над присутствием), настраиваемая вручную или автоматически. Пользователям из крупных организаций наверняка придутся по вкусу такие конвергентные приложения, как GSM-WLAN Handover и единый номер доступа к фиксированному и мобильному телефону.
По мнению Собкевича, частные лица, подключенные к Internet по широкополосным каналам, составят существенную часть потребителей IMS-услуг. Их могут заинтересовать приложения интерактивного мультимедийного взаимодействия, многопользовательского взаимодействия, Push-to-Content, чаты и мультимедийные игры.