Гибридтік байланыс желі құрылымдары

SIP протоколы ІР телефонияның (VоIP) сеанстарында және мультимедиялық  конфиренц байланысында қолданылатын  мультимедиялық және дыбыс байланыстарын орнату, жою және модификациялау үшін қолданылатын сигнализациясының қарапайым хаттамасы. Құрамында қызмет көрсету және байланыс жайында информация бар тақырып өрістерін қамтитын мәтіндік сұраулар және жауаптар бар.

MG жіберу ортасының ресурстарын MGС мен жіберу ортасының шлюздер арасындағы басқару (яғни медиа және транспорттық шлюздер арасында). Н.248/MEGACO протоколдары арқылы жүзеге асса, SIP және Н.323 протоколдары MGС пен VоIP тұтынушысы арасында дыбыстық байланыс орнатуға пайдаланылады.

Егер телефондық байланысты транспартық  шлюзы бар тарату орталары арқылы орнату керек болса, сигнализация байланысы MGС, бірінші басқаратын шлюзбен, MGС, екінші басқарылатын шлюз арасында орнатылады.

SIP–Т (SIP for telephones) протоколы дәстүрлі  телефонды сигнализациясының хабарларын SIP, SIP-Т протоколдарының хабарларына интеграциялау мүмкіндіктерін береді, осылайша, жаңа хаттама емес, SIP сигнализациясымен дәстүрлі телефонды сигнализацияны келістіру миханизмдерінің жиыны болып табылады. SIP-Т мақсаты болып протокол хабарларының тасымалдануының және олардың СТОП-ІР өзара байланыс нүктелері арқылы қасиеттерінің тасымалдануының анықтылығын қамтамасыз ету болып табылады. Хаттама, VоIP СТОП-пен интерфейсі бар жерде қолдануға арналған.

MGCP хаттамасы. Транспорттық шлюзді басқару хаттамасы үлестірілген мультимедиалық шлюздер элементтерінің арасында қолданылады (Media Geteway Control Protocol-MGCP). Үлестірілген мультимедиа шлюз өз құрамында шақыруды басқаратын «интелекті» бар шақыру агентін (Call agent), транспорттық функциялары бар транспорттық шлюзы бар (мысалы, ИКМ дыбыс арнасын VoIP арнасына түрлендіреді).

Транспорттық шлюздердің құрамында  басқа соңғы  нүктелерімен байланысатын, байланыстың транспорттық сеансын  басқару және орнату үшін қосылуларды  құрайтын, өзгертетін және жоятын шақыру агентімен әсерлесетін соңғы нүктелері. Шақыру агенті соңғы нүктелерге кейбір жағдайларды анықтайытн және нақты сигналдарды генерирлейтін функцияларды тапсыруы мүмкін. Соңғы нүктелер қызмет көрсету аясындағы өзгерістер туралы автоматты түрде шақыру агентіне хабарлап отырады. Сонымен қатар шақыру агенті соңғы нүктелерді тексеру де және де солардың арасындағы байланысты тексеруі мүмкін.

MGCP-дің базалық хаттамасы MGCP-дің  нақты анықталған кеңейтулерінде  дестелермен анықталатын қосымша функционалдықтармен кеңейтіледі. Мысалы, «MGCP-2 ВСК дестелері» деген ортақ атауы. Әртүрлі арнауларға арналған дестелер туралы айтуға болады. Бұл кеңейту дестелері көпшілікті немесе импульсті жинағы бар ұйымдық АТС-і бар интерфейсті телефон сигнализацияларының жүйелері қолданылатын байланыс  жолдармен жұмыс істеуге арналған.

Н.248/MEGACO транспорттық шлюзбен  басқару хаттамалары. Н.248/MEGACO транспорттық шлюзбен басқару хаттамасы MGCP хаттамасының кейінгі дамуы және ІЕТF мен ITU-T-ның басқа өндеулері болып табылады.

Н.248/MEGACO транспорттық шлюзбен  басқару протоколы MGC-контролерімен MG шлюзі арасындағы интерфейсте  қолданылады, яғни Н.323 ұсынулуында  анықталған архетиктураға сәйкес мультимедиа  шлюздің физикалық декомпозицияларының  элементтерінің арасында қолданылады. Транспорттық шлюзді басқару (MG) транспорттық шлюздерді арнайы басқару құрылғыларымен немесе олардың контроллерлерімен іске асады.

Дестелі желінің интерфейсі ІР, ATM және басқа технологияларға  әсер ете алады. Интерфейс арна коммутациялармен байланысатын желінің сигнализация жүйесінің үлкен санының және тональдық сигнализацияны, ISDN, ISUP, QSIG, және  GSM сигнализациясын қабылдай алу керек.

MEGACO/Н.248 сигналды хабарларын  тасымалдау үшін келесі транспорттық  протоколдар қолданылуы мүмкін: UDP, TCP, SCTP (Stream Control Transport Protocol) және ATM технологиясы. UDP хаттамасын қолдау MGC шлюздерінің контроллері үшін міндетті шарт болып табылады. TCP протоколын контроллер де, шлюз де қолдауы керек. MEGACO протоколы үлестіргіш шлюзінің функционалды блоктарының арасында, яғни MGS және MG арасында жұмыс істейді. Бұл хаттаманың жұмыс істеу принципі master/slave, яғни жүргізуші / жүргізетін болып табылады. MGС басқару құрылғысы жүргізуші, ал басқару құрылғыдан келетін командаларды орындайтын MG транспорттық шлюзы жүргізетін болып табылады.

H.323 пен SIP желілерінің  ұштастырылуы кезінде де, арналар  коммутациясы (ЖКС7 хаттамасы) мен  IP-желілерінің (SIP, MGCP, Megaco/Н.248, BICC, H.323 хаттамалары) әрекеттесуінде де  әртүрлі хаттамалар сигнализацияларының бір-бірімен үйлесуін Softswitch құрылғысы атқарады. Softswitch желілік ортасы 1.2 суретте көрсетілген.

Softswitch құрылғысы әртүрлі  қызметтерді ұсыну мүмкіндігімен  және үлкен желі аралық қатынастармен  ерекшеленеді. Байланыстың дәстүрлік  желісін NGN желісі арқылы арттыру және интеграциялау үшін Softswitch құрылғысын түрлі мақсаттарда қолдануға болады

Softswitch барлық қолданылатын  сигнализация жүйелерімен жұмыс  істеуі керек және әртүрлі  хаттамалармен жұмыс істейтін  құрылғылардың өзара әрекеттесуін  қамтамасыз етуі қажет.

Бұл суреттен көретініміз, бүгінгі таңда Softswitch құрылғыларының өзара әрекеттесуі үшін негізінен SIP/SIP-T, ал Softswitch пен оған қарасты коммутациялық құрылғылар арасында MGCP/MEGACO/H.248 стандартының хаттамалары қолданылады. 

1.3.2 RTP/RTCP транспорттық хаттамалары. Мультимедиялық трафикті интернет желісі арқылы дестелерді жеткізу немесе оларды кідірту бойынша ешқандай кепілдік бермейтін тарату проблемасын шешу тривиялды емес болып табылады. Мультимедиялық трафиктің ағынын қадағалаумен байланысты қосымша функцияларды іске асырудың ең қолайлы жері-қолданбалы деңгейі. Ақпаратты жеткізудің сенімділігін арттыратын алгоритмдер шектен асу және ақпараттық сегменттерін тізбектей орын ауыстыруды еңгізу принципіне негізделген.

1.10-cурет. Softswitch желілік орта

Шынайы уақыт хаттамасы (Real-Time Transfer Protocol-RTP) осындай ыңғайдың (әдістің) стандартизациясы болып табылады және ішкі фирмалық протоколдардан айрмашылығы  басқа құрушылардың қосымшаларымен жұмыс істей алады. Әдетте RTP транспорттық деңгейде UDP хаттамасының мүмкіншіліктерін қолданылады.

RTP хаттамасының  өзі қосымша  қызмет көрсету сапасын қамтамасыз  ететін функцияларға ие болмайды. RTP хаттамасы «соңынан соңына»  принципі бойынша жұмыс істейді,  ал оның маршрутизатордағы дестелері желілік деңгейде қалаған ІР - дестелер сияқты өңделеді. Қосымша мүмкіндіктер ақырғы пунктілерде RTP және RTCP (RTP control protocol) хаттамалары арқылы жиналған ақпараттық статистика негізінде іске асырылады. Мұндай ақпарат RTP дестелерінің жіберілген / қабылданған саны жайында, жоғалған дестелер саны туралы, кідірген дестенің джиттерінің мәні және т.б. туралы болады.

2 IP желілерінде қызмет көрсету сапасы

Бұл тарауда ІР-бейімделген хаттамалар негізінде құрылған желілерде қызмет көрсету сапасына қолдау көрсету әдістеріне шолу жасалады. ІР желілерде қызмет көрсету сапасының желілік сипаттамалары мен нормаларын анықтайтын Y.1540 және Y.1541 ұсыныстары қарастырылады. ЭСХҰ Y.1291 Ұсынысында мамандандырылған пакеттік желілердегі қызмет көрсету сапасына қолдау көрсету механизмдерін талдау көрсетілген. Интеграцияланған және дифференциацияланған қызметтер модельдеріне негізделген ІР желілерде қызмет көрсетудің кепілдік берілген сапасын қамтамасыз ету есебін шешуге негізгі тәсілдер келтірілген.

Қызмет көрсету сапасы (Quality of Service, QoS) телекоммуникацияның дамуының тарихындағы  белсенді зерттеулер мен стандарттаудың мәні болып табылады. QoS концепциясының түрлі аспектілерінің дамуына мардымды үлесті Халықаралық электрбайланыс қоғамы енгізді, оның ішінде қызмет көрсету сапасының көрсеткіштеріне нормалар мен талаптар жасау, QoS қажетті көрсеткіштерін қамтамасыз ететін желілік механизмдерді стандарттау, сонымен қатар негізгі құрайтын анықтауларды қалыптастыру.

Электр байланыстағы қызмет көрсету сапасына арналған стандарттардың ішінде бастыларының бірін ЭСХҰ Е.800Ұсыныстары алады. Онда қызмет көрсету сапасы «осы қызметтің тұтынушыларының қанағаттану деңгейін анықтайтын қызмет көрсетудің жұмыс сипаттамаларының жалпы эффектісі» деп анықталған. Е.800 Ұсынысына жауап беретін қызмет көрсету сапасының концепциясын кеңейте отырып, ЭСХҰ G.1000 Ұсынысы қызмет көрсетудің жұмыс сипаттамаларын функционалды бөліктерге бөледі және оларды I.350, Y.1540 және Y.1541 секілді ЭСХҰ ұсыныстарының бір қатарында анықталған желілік сипаттамалармен байланыстырады.

Жұмыс сипаттамалары (өнімділік, сенімділік, жоғалту, тоқтап қалу және т.б.) мен желі сипаттамалары арасындағы байланыстардың құрылымын анықтайтын ЭСХҰ G.1000 Ұсынысына  қосымша, ЭСХҰ G.1010 Ұсынысы ақырғы тұтынушыға бағытталған қосымшалар тарапынан талаптардың маманданымдарынан тұрады. Қызмет көрсету сапасы көптеген мақалалар мен кітаптарда орын алды.

Тарихи тараптан, қызмет көрсету  сапасын қолдау механизмдері мен  оларды бағалаудың бірінші жүйелері дәстүрлі электр байланыс түрлері телеграфия және телефония үшін жасалды. Бүгінгі күнде мәліметтерді тарату желілерінің кең пайдаланылуымен, кеңжолақты технологияларды тез енгізумен және телеграммаларды электронды пошта хаттамаларына ауыстырумен қызмет көрсету сапасының параметрлері мен оларды телеграфтық желілерде қолдау көрсету механизмдері аса маңызды емес болып бара жатырғаны түсінікті. ЖҚТЖ құру мен пайдалануда қызмет көрсетудің кепілденген сапасын қамтамасыз ету тапсырмасы телефондық қоңырау шалуға қызмет көрсету барлық орнатылған нормаларды сақтай отырып, оның ішінде сөздің берілуінің сапасының берілген көрсеткіштерін сақтай отырып жүзеге асырудан тұрады. Осы нормалар мен сәйкес сандық мәндердің жиынтығы ЭСХҰ және ETSI құжаттарына негізделеді.

ЖҚТЖ қызметтер моделі байланыс орнатудың принципіне негізделді және Х.25, Frame Relay секілді сонымен қатар виртуалды канал модельдеріне негізделген интегралдық қызмет көрсетудің кең жолақты сандық желілеріне (B-ISDN) таратылды. B-ISDN желілерінде ЭСХҰ (атап айтқанда, I.356 және I.610) және ATM форумының ұсыныстары ақырғы аралық байланыстар үшін қызмет көрсету сапасының параметрлерін және оларды өлшеу тәсілдерін анықтайды.

Жоғарыда көрсетілген технологиялардан басқа классикалық ІР желілерінде  жеткізу моделі қолданылады, ол байланыстарды ұйымдастырудың кез келген нысанын – физикалық та, виртуалды да толығымен жоққа шығарады. Бұл әдіс дейтаграмма пакеттерді жіберуге негізделген. Дәстүрлі ІР желілеріндегі жеткізу сапасы «ең жақсы талпыныс» (Best effort) деп аталатын принципке негізделген. «Ең жақсы талпыныс» концепциясы пайдаланушылар қолжетімді желілік ресурстарды дұрыс бөледі, трафик желі ресурстарын жүктеудің аталмыш жағдайында максималды мүмкін жылдамдықпен беріледі, алайда қызмет көрсету сапасының алдын ала анықталған кез келген деңгейінің қамтамасыз етілуіне кепілдік берілмейді деп болжайды. Қызмет көрсетуге мұндай көзқарас келесіні білдіретіні анық: трафиктің әр түрлі түрлері арасында айырмашылықтар жоқ, пакеттердің дұрыс тәртіпте жеткізілуіне кепілдік жоқ, және ол қажетті уақытта немесе мүлдем жеткізіле ме немесе жеткізілмей ме оған кепілдік жоқ және т.б.

«Ең жақсы талпыныс» концепциясы  деректерді нақыт уақытта емес жіберуге болатын қосымшалар үшін жеткілікті түрде тиімді болды (электронды пошта, файлдарды жіберу). Одан басқа, талшықты оптикалық байланыс желілерінің негізінде құрылған тасымалдау желілеріндегі желілік ресурстардың асырмалығының есебімен, «ең жақсы талпыныс» концепциясы белгілі бір дәрежеде қазіргі күні телефония және нақты уақыттың басқа да қосымшаларын қамтамасыз ете алады (дауыс IP жоғары).

Алайда, пакеттердің жоғалуының ықтималдығының артуына және олардың кідірісінің  өсуіне әкеп соғатын ресурстардың жетіспеушілігі туындаған кезде, нақты уақыт  қосымшалары үшін қызмет көрсету  сапасының қажетті көрсеткіштері қамтамасыз етіле алмайды. Бәрінен бұрын, бұл  IP-желілердің қызмет етуінің негізгі принципімен түсіндіріледі – деректердің дейтаграммалық тәртіпте жіберілуі, яғни байланыстың орнатылуынсыз және басқарылусыз. Жаңа қосымшалардың, атап айтқанда нақты уақыт қосымшаларының пайда болуымен (сөздің интерактивті берілуі, бейнетелефония және бейнеконференциялар), ІР желілеріндегі кепілденген қызмет көрсету сапасы туралы мәселе аса күрделі мәселелердің бірі болып табылуда. Бұл ІР желілеріндегі қызмет көрсету сапасы неге ЭСХҰ, ETSI, IETF  және басқа да электробайланыстағы стандарттаудың басқа ұйымдарында тұрақты назар аударылатын жағдай болып қалатынын түсіндіреді.

Бүгінгі күнде каналдар мен пакеттердің  коммутациясымен желілер ІР жиынының хаттамаларына негізделетін жалпы инфрақұрылымның құрылуы бағытында тұрақты түрде дамып келе жатқандығы баршаға мәлім. Бұл үдеріс конвергенция атауына ие болды. Конвергенция нәтижесінде туындаған инфрақұрылым телефондық желілердің, теледидар желілерінің және Интернет желілерін дәстүрлі түрде пайдаланатын қосымшалар трафигінің тасымалдануын қамтамасыз етуі тиіс. Конвергенцияның осындай көрінісі технологиялардың бірігуіне байланысты алынатын экономикалық ұтысты ұсынады және жаңа қызметтердің құрылуы арқылы телекоммуникация секторының дамуын анықтайды.

Алайда, конвергенция үдерісі осы  күнге дейін ақырын жүруде. Және бұл жерде біз қайтадан желілер  мен қызметтердің конвергенциясы барысындағы  негізгі тежегіш факторлардың бірі болып табылатын қызмет көрсетудің қажетті сапасын қамтамасыз ету мәселесіне қайта ораламыз. Келешектегі ІР бағытталған желілердегі конвергенцияның артықшылықтарын толығымен жүзеге асыру үшін,  желі ресурстарын бөлу және трафикті басқарудың жаңа принциптерін әзірлеу қажет, олар ақырғы пайдаланушылармен жүзеге асырылатын қосымшалардың үлкен және әртүрлі санына арналған қызмет көрсету сапасының көрсеткіштерінің түрлі деңгейлерін кепілдейтін болады.