НОСКІЗ-ДУІКТ ATC |
ATC-СЛУЖБА |
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
РеВОЛЮЦИЯ КОММУТАЦИОННОЙ ТЕХНИКИ
Б . С . Гольдштейн , заместитель директора ЛОНИИС ,
заведующий кафедрой систем коммутации ГУТ им .проф .М .А .Бонч -Бруевича , д .т .н .
Не говори : “Отчего это прежние дни были лучше нынешних ?”,
потому что не от мудрости ты спрашиваешь об этом .
Екклесиаст , 7, 10
Введение За
последнее время автор данной статьи уже дважды писал на эту тему в “Вестнике связи ”: в
№11, 1998 “Коммутационные станции : quo vadis?” [1] и в №7, 2001 “О развитии
коммутационной техники связи ” [2]. Но радикальные изменения в технологиях , ситуация
конвергенции сетей и услуг связи , в которой оказалась коммутационная техника , наконец ,
важность этой , основной для журнала и для автора тематики обусловили целесообразность
написания данной статьи . Иллюстрируемый рис .1 процесс конвергенции сетей связи
характеризуется все большим и большим взаимопроникновением сетей трех основных типов :
телефонных сетей общего пользования (ТфОП ), сетей подвижной связи (СПС ) и пакетных IP-
сетей , которые таким образом сходятся к единой мультисервисной сети .
Рис .1. Конвергенция сетей связи
Устанавливаемые сегодня операторами Взаимоувязанной сети связи современные АТС будут
эксплуатироваться именно в условиях этого процесса конвергенции . Все рассмотренные в двух
предыдущих публикациях [1,2] цифровые АТС , благодаря программному управлению и
многопротокольной архитектуре , могут эволюционно развиваться в направлении к
мультисервисным сетям следующего поколения , которые позволят предоставлять с должным
качеством разнообразные инфокоммуникационные услуги на основе стандартов традиционной
(ITU-T и ETSI), компьютерной (ECTF) и IP-телефонии (IETF). Именно такие коммутационные
платформы понадобятся операторам ТфОП в ближайшее время для того , чтобы не только
выжить самим и удержать абонентов , но и повысить свою конкурентоспособность за счет
оборудования , сочетающего высокую производительность с экономичностью и гибкостью
предоставления услуг .
Разумеется , в силу ограниченности ресурсов , специфики тех или иных , уже занятых ниш
телекоммуникационного рынка и других экономических причин , далеко не все упомянутые в
двух предыдущих публикациях станции смогут эволюционировать столь широким фронтом . Да
и тем , оставшимся , потребуются и инвестиции , и слияние компаний -производителей , столь
часто наблюдаемые за рубежом , но пока отсутствующие на российском телекоммуникационном
рынке .
Не совсем ясно , впрочем , насколько эти инвестиции и инновации помогут АТС угнаться за
представленным на рис .1 стремительным процессом конвергенции . Эта стремительность
полностью соответстветствует эпиграфу к этой статье , а приведенные в [1], да и в [2]
соображения “прежних дней ” далеко не полностью сохраняют актуальность . Исключение ,
пожалуй , составляет только тезис о том , что даже самая прекрасная девушка Франции может
дать только то , что у нее есть , обсуждавшийся в [2] в контексте технологии коммутации
каналов , составлявшей казавшийся незыблемым фундамент Глобальной телефонной сети от
самого начала до самого конца ХХ века . Вопрос о том , насколько эта технология цифровых АТС
исчерпала свои возможности , будучи уже не в состоянии дать больше , чем у нее есть , и
рассматривается ниже в данной статье .
Основная идея этого рассмотрения в представленной на рис .2 декомпозиции концепции АТС .
Там показаны четыре плоскости , соответсвующие четырем стратегическим направлениям
дальнейшей эволюции современных коммутационных платформ :
• оборудование сети доступа ,
• коммутационные узлы и станции ,
• интеллектуальные платформы и сетевые узлы услуг ,
• системы и средства эксплуатационного управления .
Представленные на рис .2 пути э (ре )волюция систем коммутации связаны с переходным
периодом конвергенции сетей и услуг связи . Рассмотрим все четыре эти направления начав
все же с коммутационной плоскости .
Сеть доступа
Циркулирующая в современных телекоммуникационных сетях информация может иметь
разные формы (речь , данные , видео ), а для обращения пользователей к системам коммутации
могут применяться разные средства доступа , включая кабель с медными проводниками ,
оптоволоконный кабель , радиоканал . Как раз так - от медных проводов к беспроводным и
оптическим средствам - изменяется в настоящее время технологическая база сети
абонентского доступа . Изменяются и потребности абонентов : у них растет интерес к новым
телекоммуникационным услугам . В почти столетней истории постепенного эволюционного
развития сети абонентского доступа , удовлетворявшейся полосой 3.1 КГц и базировавшейся на
медной проволоке , наступила пора революционных преобразований , связанных с появлением
новых технологий , новых концепций и новых методов доступа . Именно эти революционные
преобразования породили ассоциативную цепочку трех источников и трех составных частей
услуг сети доступа , запрашиваемых пользователем . Тремя источниками услуг сети доступа
являются :
• передача речи (телефонная связь );
• передача данных ;
• передача видеоинформации .
Для предоставления услуг каждого вида сегодня существует свое оборудование абонентского
доступа и используются свои средства связи : пара медных проводов для абонентов с
аналоговыми линиями и терминалами , кабельная коаксиальная сеть для кабельного
телевидения , волоконно -оптические средства связи , оборудование беспроводного доступа .
Таким образом , в сети доступа можно выделить три составные части :
• металлический кабель (витая пара , коаксиальный кабель и др .);
• волоконно -оптический кабель ;
• беспроводный абонентский доступ (WLL).
С точки зрения интенсивного внедрения в российские ТфОП современных средств и технологий
абонентского доступа существенным фактором является уменьшение общего количества АТС и
укрупнение коммутационных узлов , в связи с чем увеличиваются области обслуживания
пользователей и дальность действия оборудования сети доступа . Еще один важный фактор –
использование для подключения оборудования доступа открытого интерфейса V5,
рассматриваемого ниже в этой главе . На рис .3 представлен отечественный мультисервисный
абонентский концентратор МАК , поддерживающий проводной и беспроводной (в стандарте
DECT) абонентский доступ , цифровые абонентские линии ISDN и SHDSL, подключение к узлам
коммутации по ИКМ -трактам с интерфейсам V5.2, к узлам пакетных сетей и к программным
коммутаторам SoftSwitch по протоколу MGCP. УСЛУГИ
ЭКСПЛУАТАЦИОННОЕ
УПРАВЛЕНИЕ
КОММУТАЦИЯ
ДОСТУП
АТС
КРАБ Мониторинг качества
услуг
ПРИЗМА -М Прибор для
определения метрологических характеристик систем
измерения длительности соединения
(
СИДС
)
телекоммуникационных
систем
АВИСТЕН
-
М
Генерирование контрольных вызово
в
ТАРЛОН Система
расчетов
СПАЙДЕР Мониторинг
и
анализ сети ОКС -7
KK
КП
МАК -3000
IP-сеть
E1 (PRI)E1 (ASS)
E1 (V5.2) . . .
DSL
SHDSL
ПРОТЕЙ -IP
Система IP-телефонии
ПРОТЕЙ
IP-сеть ТфОП
ПРОТЕЙ -РВ Call-центр
Call-center
ПРОТЕЙ
ТфОП
ПРОТЕЙ -ТК Телефонные
карты
124534577
ТфОП
124534577
ПРОТЕЙ
ПРОТЕЙ -ТГ Система телеголосования
0
2 0 4 0 6 0 8 0
10 0
1 234
ПРОТЕЙ
ТфОП
ПРОТЕЙ -АИ Автоинформационный сервер
ТфОП ПРОТЕЙ
ПРОТЕЙ -РП Система речевой почты
ТфОП ПРОТЕЙ
Интеллектуальная платформа
ПРОТЕЙ
Рис .2. Декомпозиция процесса эволюции АТС
V5.2
IP MGCP
100BaseT
E1
MAK
DECT
SHDSL
ТАРБ
Ethernet
Рис . 3. Включение мультисервисного абонентского концентратора МАК
Узлы коммутации
Представленные на второй плоскости узлы коммутации ориентированы на обеспечение
возможности интегрироваться в пакетные сети путем оснащения телефонных узлов и станций
интерфейсными модулями , поддерживающими пакетные интерфейсы с протоколом IP,
сохранив при этом все интерфейсы современной ТфОП : интерфейс V5 для взаимодействия с
оборудованием проводного и беспроводного доступа , цифровую систему абонентской
сигнализации №1 (DSS1) для подключения учрежденческих АТС , сигнализацию QSIG для
непосредственного взаимодействия с корпоративными сетями , стек протоколов ОКС 7 (включая
INAP для связи с SCP Интеллектуальной сети , о чем речь пойдет ниже при рассмотрении
третьей плоскости ), протокол Х .25 для поддержки функций СОРМ и , наконец , модуль IPU (ISPPoP Unit) для взаимодействия с пакетными сетями . Преимущества такого подхода к
коммутационным узлам и станциям , дающего возможность использовать уже установленное
коммутационное оборудование и интегрировать его в пакетные сети , очевидны .
Проектная прагматика показывает , что именно подход , представленный на рис .2, лучше всего
подходит операторам ТфОП для строительства моста между традиционной телефонией и
мультисервисными сетями . Но он же подойдет и новым альтернативным операторам , которые
не отягощены грузом прошлого и имеют возможность разворачивать сеть пакетной передачи
речи и данных в отсутствии электромеханического наследия и других исторически сложившихся
ограничивающих факторов . Они смогут непосредственно использовать изображенную в правой
части коммутационной плоскости пакетную сетевую платформу и мультисервисные
абонентские концентраторы МАК , минимизировать тем самым начальные инвестиции и сразу
же получить хорошее соотношение рабочих характеристик и пропускной способности с ценой .
Интеллектуальные услуги
Естественно , что в представленный на рис .1 процесс конвергенции , сеть каждого типа принесла
свои собственные технологии , концептуальные решения , в конце концов , собственную
философию . Так , телефонная сеть общего пользования в 80-х годах прошлого века была
обогащена концепцией Интеллектуальной сети , предусматривающей вынос интеллекта из
коммутационных узлов и станций и сосредоточение его непосредственно в центре сети , в так
называемых , Service Contrl Point (SCP) - в сетевых узлах управления услугами , что показано
жирной точкой в центре этой новой сети .
Точно так же , как это происходило с концепцией компьютера фон Неймана , концепции
интеллектуальной сети (ИС ) свойствены все признаки гениального творения , и хотя никто
сегодня не рализует в компьютерах отдельные модули памяти программ , памяти данных ,
устройств ввода и устройств вывода , но так или иначе и современные компьютеры используют
общие принципы именно этой архитектуры . И в интеллектуальных сетях идея отделения
плоскости услуг , изображающая эти услуги в том виде , в котором они видны пользователю и
вне какой -либо связи с реализацией этих услуг , от глобальной функциональной плоскости , от
распределенной функциональной плоскости и , наконец , от физической плоскости реализации
надолго переживут сами сетевые или протокольные варианты ИС . Что же касается этой самой
реализации , то в отличие от приводимой в учебниках структуры Интеллектуальной сети , более
правильно изобразить ее следующим образом (рис .4). Здесь сетевой интеллект все еще в
центре сети , в SCP, но там же и HLR для мобильной связи , и Proxy-сервер услуг для
пользователей IP-сетей . Все это в совокупности представляет собой современную
интерпретацию архитектуры Интеллектуальной сети , к которой эволюционируют ранее
построенные Интеллектуальные сети . По прежнему в центре сети находится сетевой SCP, к
которому все три сети : фиксированная , мобильная и IP-сеть могут обращаться как к
централизованному сетевому интеллекту за логикой услуг и данными маршрутизации .
Рис .4. Архитектура Интеллектальной сетиВ представленном на рис .1 процессе конвергенции компьютерные IP-сети принесли с собой
другую , прямо противоположную тенденцию - тенденцию распределенного интеллекта ,
интеллекта , располагающегося на краях сети . Истоки такого подхода лежали еще в локальных
вычислительных сетях прошлого века и , собственно говоря , на этом принципе построен весь
Интернет . Поэтому эта вторая тенденция также нашла также отражение в рекомендациях
Международного Союза Электросвязи (МСЭ ) под именем Service Node (SN). Эта тенденция
также рассматривается в большом числе публикаций и реализована , в частности , в
отечественной платформе ПРОТЕЙ , имеющей и вариант реализации SSP/SCP с INAP.
Точнее говоря , в ней реализовани принципиально новый подход взвешенного использования
двух этих принципов - централизованного и распределенного интеллекта , на
пропорциональном использовании идей и методов , пришедших из интеллектуальных сетей
ТфОП и из компьютерных IP-сетей . Этот подход пропорциональной архитектуры
Интеллектуальной сети так и называется PRIN-подход (PRIN - PRoportion Intelligent Network).
Иногда эта аббревиатура расшифровывается как Parlay-ориентированный подход или Протей -
ориентированный подход к построению Интеллектуальной сети , что тоже справедливо .
Суть этого PRIN-подхода заключается в том , что ряд услуг , скажем , федерального класса ,
реализуются с помощью централизованного SCP, подключаемого по протоколу INAP, а часть
услуг регионального класса проходит через один из многочисленных узлов услуг SN, также
рекомендованных МСЭ , распределенных на окраинах сети и включаемых по интерфейсам PRI,
ISUP и даже 2 ВСК .
Следует подчеркнуть , что совсем необязательно , чтобы федеральные услуги
организовывались исключительно через SCP. Сегодня изобретены чрезвычайно интересные
технологии распределенного сетевого интеллекта , позволяющие устанавливать логику услуги ,
где угодно в сети , а данные для маршрутизации сетевых базах данных и , таким образом
организовывать федеральные услуги на базе объединения распределенных SN. В короткой
статье не имеется возможности рассмотреть все эти технологии , поэтому автор позволил себе
сослаться на работы , написанные его коллегами и расположенные соответствующим образом
на рис .5., это три монографии , которые отражают эти три концепции : это “Интеллектуальные
сети ”, касающиеся непосредственно классического подхода с средоточением интеллекта в
центре сети , это “Call-центр и компьютерная телефония ”, описывающая подход Service Node, и
“IP–телефония ”, рассматривающая услуги IP-сетей , этого третьего компонента процесса
конвергенции услуг инфокоммуникаций , который безусловно не мог не повлиять на характер и
способы предоставления услуг .
Результирующий вектор этих трех технологий и есть та самая оптимальная стратегия , которая
представляет собой векторную сумму трех представленных на рис .5 векторов .
1
2
Рис .5. ГрафикХотелось бы особо обратить внимание на понятие Call-центра . Идеология интеллектуальной
сети , которая появилась в 80-е годы прошлого века , вообще не включала ручное обслуживание
вызовов . Это вполне объяснимо , если вспомнить тот период идеализации компьютерных
возможностей , споров о том , будет ли компьютер умнее человека и т .д . Тем не менее за
последующие годы Call-центры развились чрезвычайно эффективно , а в последнее время
преобразовались в Контакт -центры . Последнее название отображает то , что к операторам
центра поступают не только вызовы от телефонной сети общего пользования , но и
аналогичные запросы , сделанные в чате или посланные по E-mail, по факсу , в виде SMS-
сообщений и т .п . Таким образом , в реальном масштабе времени оператор сначала отвечает на
телефонные вызовы , потом на сообщения в чате , потом отвечает на электронную почту и т .д .
Такой Web-контакт центр , построенный сугубо на пакетной коммутации без намека на
коммутацию каналов , принимающий трафик , как из IP-сети , так и из сетей с коммутацией
каналов , рассмотрен в статье о контакт -центре для “Электронной России ”, ВС , №9, 2002.
Изложенный в этом разделе подход к современным инфокоммуникационным услугам
позволяет расширить списки услуг ИС новыми услугами типа Clik-to-Dial – доступа к оператору
центра с помощью нажатия клавишы мыши при работе пользователя с тем или иным сайтом в
Интернете , Click-to-Call Back-аналогичной услуги , но заказывающей встречный вызов от
оператора Контакт -центра к абоненту с помощью такого же нажатия клавиши мыши на иконку ,
Clik-to-Fa х . Эти услуги вместе могут быть проиллюстрированы простым примером –
организацией отпуска , когда пользователь путешествуя по Web-сайту туристической компании
выбирает себе маршрут для отдыха , беседует с турагентом по телефону , а в заключении еще и
заказываете факсимальные подтверждения бронирования билетов и гостиниц в разных пунктах
маршрута .
Эксплуатационное управление
Основой для выделения четвертой плоскости технической эксплуатации и управления
послужила концепция сети управления телекоммуникациями TMN (Telecommunication
Management Network). Базовые принципы TMN сосредоточены в рекомендациях ITU-T серии М ,
а их детализация по различным направлениям содержится в рекомендациях серий X, Q и G.
Суть всех этих рекомендаций сводится к определению четырех элементов :
• структура и принципы входа /выхода в сеть ,
• средства взаимодействия между объектами управления (протоколы ),
• средства структурного , объектно -ориентированного описания данных и операций ,
• система работы с распределенными объектами (информационная база данных ).
Эта исходная система из четырех элементов составляет аксиоматику осуществления
управления распределенными объектами сетевой среды в идеологии TMN. Теоретическая
проработка этих идей столкнулась с трудностями внедрения их в практику из -за крайне сложной
реализации , особенно на верхнем уровне абстрактного описания объектов управления .
Интенсивное развитие информационных технологий показало , что есть другие средства (другой
набор набор аксиом ), которые позволяют построить другую же систему распределенного
управления для решения провозглашенной TMN задачи . Эти новые средства пришли со
стороны реализации и принятия их многими потребителями (CORBA, JAVA, DCOM), а не из
рекомендаций ITU-T.
Разумное сочетание этих альтернативных путей построения системы управления
распределенными объектами реализовано в ряде проектов систем эксплуатационного
управления , которые рассматривались в публикациях “Вестника свзи ”. Это система
распределенного мониторинга сети ОКС -7 типа СПАЙДЕР , рассмотренная в двух статьях ВС в
№4 за 2002 и №4 за 2001, средства измерения качества обслуживания вызовов и их
тарификации типа ПРИЗМА , АВИСТЕН , КОМЕТА , КРАБ в №8 за 2001 г ., система технического
обслуживания абонентов ТфОП типа АРГУС в №9 за 2000 г . и др . Опубликованные статьи по
этим компонентам эксплуатационного управления позволяют ограничиться здесь лишь
соответствующими ссылками и добавить еще один аргумент в пользу предложенного на рис .2
декомпозиционного подхода . Заключение На
заключительном рисунке 5 данной статьи приведен график значения индекса NASDAQ за
последние годы . Даже далекие от Wall Street люди не могут оставаться равнодушными к
мировому телекоммуникационному кризису , оставившему без работы десятки тысяч наших
коллег по обе стороны Атлантики . Чрезвычайно важно не допустить подобного кризиса в ВСС
РФ . В связи с этим хотелось бы обратить внимание на то , что технологии , подвергнутые
критике в статье , в основном формировались в период , предшествующий падению NASDAQ
(сегмент 1 на рис .5), и в силу своей низкой масштабируемости , высоких начальных инвестиций ,
невысокой востребованности ряда услуг отчасти спровоцировали этот кризис .
Некоторые рассматриваемые в статье технологии лишь начинают внедряться в
телекоммуникационных сетях в мире (сегмент 2 на рис .5). Смогут ли они стать теми
технологиями , которые выведут отрасль из кризиса , пока неизвестно . По крайней мере , именно
они интересны для анализа , с результатами которого автор будет рад ознакомить читателей в
следующих публикациях .