Лекции по "Основы построения телекоммуникационных систем"

Лекция 25.  Интеллектуальные сети связи

 

ВВЕДЕНИЕ 

Прогресс  в развитии телекоммуникационных технологий и средств вычислительной техники  привел к появлению новой концепции – Интеллектуальные сети (ИС) или Intelligent Network (IN), которая естественным образом объединяет телефонные сети и компьютеры.  Основное отличие и преимущество данной технологии по сравнению с другими заключается в том, что она рассчитана на массового пользователя, а не только на  деловые круги. Гибкость предоставления разнообразных информационных услуг через обычный телефонный аппарат с тональным набором массовому пользователю – основная особенность интеллектуальной сети.

Интеллектуальная  сеть IN (Intelligent Network) является сегодня  одной из определяющих концепций  развития современных сетей связи. Интерес, проявляемый к IN, не случаен и основан на преимуществах, которые получают администрации связи, операторы сетей и абоненты при реализации услуг IN, называемых также услугами дополнительных доходов (value added services). Массовые простые услуги телефонной связи могут быть очень дешевыми и, следовательно, они находят спрос у потребителей. В то же время за счет большого объема предоставляемых услуг получается значительная прибыль у операторов связи и поставщиков интеллектуальных услуг. Таким образом, интеллектуальная сеть является объединением экономических интересов  трех сторон: пользователей, поставщиков услуг, операторов связи. Именно это и является основной причиной интеллектуального развития интеллектуальных сетей. Концепция интеллектуальных сетей позволяет оператору самостоятельно создавать, адаптировать и предоставлять клиентам новые, более совершенные услуги быстрее и эффективнее, чем когда бы  то ни было раньше.

 Кроме  того, данная концепция позволила  осуществить выход на рынок  средств связи не только производителей коммутационного оборудования, но и ведущих производителей средств вычислительной техники и современных средств обработки информации.

Концепция IN формируется уже более десяти лет, и после выпуска в 1993 году Сектором стандартизации связи Международного союза электросвязи ITU-T (International Telecommunication Union-Telecommunication Standartization Sector) пакета рекомендаций серии Q.1200 стала действующим международным стандартом, поддерживаемым также практически всеми основными организациями стандартизации связи - ETSI, ANSI и др. В соответствии с рекомендацией ITU-T I.312 /Q.1201 определение интеллектуальной сети звучит следующим образом:

Интеллектуальная  сеть - это архитектурная концепция  предоставления новых услуг связи, обладающих следующими основными характеристиками:

• широкое использование современных методов обработки информации;
• эффективное использование сетевых ресурсов;
• модульность и многоцелевое назначение сетевых функций;
• интегрированные возможности разработки и внедрения услуг средствами модульных и многоцелевых сетевых функций;
• стандартизованное взаимодействие сетевых функций посредством независимых от услуг сетевых интерфейсов;
• возможность управления некоторыми атрибутами услуг со стороны абонентов и пользователей;
• стандартизованное управление логикой услуг.

Концепция ИС применима практически  ко всем известным сегодня типам  сетей:

- телефонная сеть общего пользования  PSTN (Public Switched Telephone Network);

- сеть связи с подвижными  системами PLMN (Public Land Mobile Network);

- узкополосная и широкополосная  цифровая сеть с интеграцией  служб N(B)-ISDN (Narrowband(Broadband) Integrated Services Digital Network).

Определим понятия основных терминов, используемых в ИС, согласно Рекомендации ITU-T Q.1290/

Услуга  (Service) –это коммерческое предложение, характеризующееся одним или несколькими основополагающими свойствами (core features) и каким-то количеством вспомогательных свойств (свойства по выбору, optional features)

Оператор ИС (поставщик сети, Network Provider)

Поставщик услуги (Service Provider) -––юридическое или физическое лицо, заключающее контракт с Оператором ИС на установку и предоставление Услуги, например, на установку средств предоставления Услуги «800». Часто поставщиком услуги является Оператор сети;

Абонент услуги (Service Subscriber) - –юридическое или физическое лицо, заключающее контракт с Оператором ИС и/или поставщиком Услуги на предоставление услуги (абонирование услуги), например, фирма абонирует услугу «800» для рекламы своих товаров;

Пользователь услуги (User) - объект (физическое лицо или техническое устройство), пользующееся услугой от имени абонента Услуги

ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К АРХИТЕКТУРЕ IN

Основополагающим требованием  к архитектуре IN является отделение  функций предоставления услуг от функций коммутации и распределение их по различным функциональным подсистемам. Функции коммутации, как и для традиционных сетей остаются в базовой сети связи, а функции управления, создания и внедрения услуг выносятся в создаваемую отдельно от базовой сети "интеллектуальную" надстройку, взаимодействующую с базовой сетью посредством стандартизованных интерфейсов (см. рис. 1).

Рисунок 1.  
Схема обобщенной функциональной архитектуры IN.

 

При этом модель обслуживания вызова  в ИС включает  в себя 3 компонента (Рис.2):

 

Быстрое введение услуг

 

 

 

 

 

 

Узел 1 Узел 2 Узел 3

 

Рис.2 Модель обслуживания вызова в  ИС

 

1. Технические средства обработки основных вызовов, которые выполняют ряд стандартных процессов вне зависимости от дополнительных услуг;

2. Определители вызовов –ОВ  (Hook), опознающие заявки, направляемые в ИС и временно приостанавливающие процесс обслуживания вызова на период обмена информацией с логической частью ИС;

3. Логическая часть ИС, содержащая  аппаратные средства и ПО, как  для создания дополнительных  услуг и передачи информации, управляющей стандартными процессами  обработки вызовов.

Такое разделение обслуживания вызова в ИС имеет ряд достоинств:

- В ИС для обработки основного  вызова используются обычные  телефонные станции

- Для выполнения функций определителей  вызова необходима только небольшая  коррекция существующих коммутационных  систем (чаще путем ПО);

- Централизованная логика услуг ИС позволяет оператору ускорить и упростить процесс ввода новых и коррекции существующих инф. Услуг.

Требование стандартизации протоколов обмена между базовой сетью и  интеллектуальной надстройкой освобождает  операторов сетей от существовавшей ранее зависимости от поставщиков коммутационного оборудования. Взаимодействие между функциями коммутации и управления услугами осуществляется посредством прикладного протокола интеллектуальной сети INAP (IN Application Protocol), стандартизованного ITU-T в рекомендации Q.1205. Управление созданием и внедрением услуг осуществляется через прикладной программный интерфейс API (Application Programm Interface), стандартизация которого пока еще полностью не завершена. Таким образом, стандартизованные интерфейсы IN делают сеть открытой для независимых изменений как в интеллектуальной надстройке, так и в базовой сети.

Обобщенная функциональная архитектура  наглядно отражает одну из основных идей реализации IN по формуле:

ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНАЯ  СЕТЬ = КОММУТАТОР + КОМПЬЮТЕР

К этой формуле на протяжении многих лет стремились как производители  коммутационного оборудования, так  и производители средств вычислительной техники. При этом первые получали возможность  гибкого и оперативного создания и внедрения новых услуг связи без существенных изменений в коммутационном оборудовании, а вторые - выход на один из крупнейших сегментов рынка новых информационных технологий.

Общие принципы предоставления услуг  ИС

На рис. 3 дана классическая схема  физической архитектуры ИС.

 

 

X.25 или Frame Relay

 

 

 

 

 

 

 

ОКС 7/ INAP

 

          Уровень

        Интеллектуальной 

услуги

          Физическая  сеть

 

     

 

 

Абонент А     Разговорный тракт                Абонент Б

Сигнализация

 

 

Рис. 3  Упрощенная схема ИС

 

В состав схемы входят следующие  элементы:

1. SSP (Service Switching Point) –узел коммутации услуг, представляющий собой АТС и выполняющий функцию управления вызовом и функцию коммутации услуги;

 

2. SCP (Service Control Point) – узел управления услугами (контроллер услуг), делает возможной

работу с базой данных с транзакцией  в реальном масштабе времени (РМВ). SCP интерпретирует поступающие запросы, обрабатывает данные и формирует соответствующие ответы;

 

3. SDP (service Data Point) –узел базы данных услуг, содержащий данные, используемые

 программами логики услуги, чтобы обеспечить индивидуальность  услуги;

 

4. IP (Intelligent Peripheral) – интеллектуальные периферийные устройства, представляющие собой независимые от используемых приложений устройства интеллектуальных ресурсов.

 

5. SMP ( Service Management Point) – узел менеджмента услуг, реализующий функции административного управления пользователями и/или сетевой информацией, включающей данные об услугах и программную логику услуги;

 

6. SCEP (Service Creation Environment Point) – узел создания услуги, выполняет функцию среды создания услуг и служит для разработки, формирования и внедрения услуг в пункте их обеспечения SMP

 

Узлы  упрощенной схемы ИС размещены на 3-х уровнях  иерархии:

- Узел коммутации услуг SSP  с интеллектуальной периферией IP

- Узел управления  услугами SCP с узлом данных услуги (базой данных) SDP

- Узел менеджмента  услуг SMP  с узлом создания услуг SCEP.

 

Для получения услуги ИС пользователь набирает номер той АТС, которая обладает функциями SSP, а также код услуги и номер услуги. Пользуясь протоколом INAP, АТС с функциями SSP общается с узлом SCP и получает необходимую информацию для предоставления услуги и обслуживания вызова. В обслуживании вызова принимает участие IP (для передачи голосовых команд пользователю, сбора дополнительной информации и т.д.). Общение между SCP, SSP и IP происходит в режиме РМВ с учетом жестких временных ограничений на обслуживание телефонного вызова.

Подготовка новых услуг происходит в узле SCEP, а за введение новых услуг отвечает узел SMP. Эти 2 центра действуют в условиях относительного масштаба времени, а для передачи информации о новых услугах в узел SCP используется протокол Х.25 или FR.

 По функциональному назначению  следует отделить уровень физической сети от уровня интеллектуальной услуги. К уровню физической сети следует отнести узел SSP и IP. Лишь эти 2 блока имеют жесткую связь с ТФОП посредством каналов связи. Взаимодействие других узлов осуществляется только через каналы сигнализации.

СТАНДАРТИЗАЦИЯ КОНЦЕПЦИИ IN

Работа по стандартизации концепции  ИС в рамках ITU-T и ETSI была разделена на несколько направлений. Эти направления реализуются в в виде концепций Набор возможностей 1 (Capability Set 1- CS1), Набор возможностей 2 (CS2), Набор возможностей 3 (CS3). И т.д.

Термин «набор возможностей» относится  к набору услуг и особенностей услуг, которые могут быть построены  с использованием так называемых «независимых от услуг конструктивных блоков» (Service Independent building Block – SIB), содержащихся в каждой концепции.

 Разработка CS1 уже завершена  в рамках рекомендаций серии  Q.1200 (табл. 1), определяющих функциональные  возможности IN, основанных на  существующих сетевых технологиях,  например ISDN, и ориентированных на  поддержку услуг, реализованных на базе сетей с коммутацией каналов. Отличительной особенностью данных услуг является то, что они могут быть активизированы только в процессе установления/разъединения соединения. По терминологии ITU-T услуги CS1 относятся к услугам типа "А" - являются одноконцевыми (Single Ended) с централизованной логикой управления (Single Point of Control).

Рисунок 4. Процесс стандартизации IN.

 

Отметим, что ITU-T активно ведет работы по спецификации наборов CS2 и CS3 для широкополосных сетей, где также рассматриваются способы интеграции концепций IN с сетью управления телекоммуникациями TMN (Telecommunication Management Network).

 

КОНЦЕПТУАЛЬНАЯ МОДЕЛЬ IN

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Основой для стандартизации в области  интеллектуальных сетей связи является абстрактная концептуальная модель - INCM, стандартизованная ITU-T в рекомендации I.312/Q.1201. Модель состоит из четырех  плоскостей, и отражает абстрактный  подход к описанию IN.

Модель  разделяет аспекты, относящиеся  к услугам, и аспекты, связанные  с сетью, что позволяет описывать  услуги и возможности IN независимо от базовой сети, над которой создается  интеллектуальная надстройка.

Первый уровень - плоскость услуг (Service Plane) представляет взгляд на IN исключительно с точки зрения услуг. Здесь отсутствует информация о том, как именно осуществляется предоставление услуг сетью.

Второй уровень - глобальная функциональная плоскость GFP (Global Functional Plane) описывает возможности сети, которые необходимы разработчикам для внедрения услуг. Здесь сеть рассматривается как единое целое, даются модели обработки вызова (BCP) и независимых от услуг конструктивных блоков (SIB).

Третий уровень - распределенная функциональная плоскость DFP (Distributed Functional Plane) описывает функции, реализуемые узлами сети. Здесь сеть рассматривается как совокупность функциональных элементов, порождающих информационные потоки.

Четвертый уровень - физическая плоскость PP (Physical Plane) описывает узлы сети, содержащиеся в них функциональные элементы и протоколы взаимодействия.

 

 

Концептуальная модель ИС приведена  на рис. 5