Александр Чесалов – Методология построения распределенных сетей передачи, обработки и хранения данных: сервисные сети следующего поколения. Монография. Том 2 (страница 8)
· Интерфейс «сеть – сеть» (Network-Network Interface (NNI),
· Интерфейс «пользователь – сеть» (User-Network Interface (UNI),
· Интерфейс сетевых приложений (Application Network Interface (ANI).
Рисунок 1.8. Взаимодействие UNI – NNI согласно ITU-T Y.2012
Транспортный уровень (Transport stratum) обеспечивает взаимодействие с пользователями сети NGN посредством подсистемы Transport control functions, включающий Network Attachment Control Functions (NACF) и Resource and Admission Control Functions (RACF), которые являются неотъемлемой частью сети NGN.
Транспортная архитектура NGN сетей включает три основных уровня:
1. Магистральные сети. На уровне магистралей в NGN используется технология IP/MPLS, которые могут накладываться поверх существующих сетей с коммутацией каналов или создаваться заново. Возможные варианты технологий доступа хорошо известны, это – ТФОП, ADSL, LAN, HFC, WLAN, GSM, UMTS, CDMA 2000, WiMax и т. д.
2. Опорные/городские сети. На данном уровне устанавливаются, как правила, традиционные АТС (междугородние, городские и районные) постепенно замещаются медиашлюзами (Media Gateway), которые управляются программными коммутаторами (SoftSwitch) и переправляют потоки в сеть доступа.
3. Сети доступа.
В транспортном слое могут применяться все типы сетевых технологий, а именно:
· ориентированная на соединение коммутация каналов (connection-oriented circuit-switched – CO-CS);
· ориентированная на соединение коммутация пакетов connection-oriented packet-switched – CO-PS), неориентированная на соединение коммутация пакетов (connectionless packet-switched – CLPS).
Однако для построения NGN предпочтение отдаётся технологиям на базе IP с поддержкой качества обслуживания.
Рисунок 1.9. Разделение услуг и транспорта в NGN
Сервисный слой может включать в себя сложный набор географически распределённых сервисных платформ или в простейшем случае набор функций, реализованный двумя конечными пользователями. Для предоставления полного набора услуг в сервисный слой включаются прикладные функции. Примерами служб, реализуемых на данном уровне, могут быть передача речи, данных, видео или любая их комбинация. На рисунке 1.9 приведён пример услуг (сервисов), обеспечиваемый сетью NGN.
Рисунок 1.10. Основная эталонная модель NGN
Каждый слой содержит один или несколько уровней. Уровень состоит из трёх плоскостей:
· плоскость пользователя;
· плоскость контроля;
· плоскость менеджмента.
Основная эталонная модель NGN показана на рисунке 1.10.
При построении сети, удовлетворяющей концепции GII, в функциональной модели NGN МСЭ выделяет три категории объектов: функции, сервисы, ресурсы.
Сервисы реализуются различными функциями с помощью доступных ресурсов. Один и тот же сервис может реализовываться разным набором функций и наоборот, одна функция может использоваться для реализации различных сервисов. Их взаимосвязь показана на рисунке 1.11. Функции NGN представлены на рисунке 1.12.
Рисунок 1.11. Обобщённая функциональная модель NGN
При любой из нынешних концепций транспортный уровень NGN должен обеспечивать создание полно связной инфраструктуры для пакетной передачи данных разного типа с поддержкой QoS.
Предполагается, что сеть NGN должна поддерживать:
· услуги связи пункта с пунктом в транспортном слое, без адаптации;
· услуги связи пункта с пунктом в транспортном слое, включая функции адаптации;
· услуги связи пункта со многими пунктами в транспортном слое, включая функции адаптации.
Рисунок 1.12. Иллюстрация функций NGN
При любой из нынешних концепций транспортный уровень NGN должен обеспечивать создание полно связной инфраструктуры для пакетной передачи данных разного типа с поддержкой QoS.
Предполагается, что сеть NGN должна поддерживать:
· услуги связи пункта с пунктом в транспортном слое, без адаптации;
· услуги связи пункта с пунктом в транспортном слое, включая функции адаптации;
· услуги связи пункта со многими пунктами в транспортном слое, включая функции адаптации.
Первоначально используемой транспортной технологией была SDH (синхронная цифровая иерархия), которая основывалась на базе коммутации каналов. Ее основными недостатками были: фиксированная полоса пропускания и неэффективное использование каналов для передачи эластичного трафика. Существовавшая не так давно технология передачи данных, основанная на базе коммутации пакетов X.25 не могла переносить трафик реального времени, так как являлась низкоскоростной. Технология Frame relay использовала в качестве передающей среды оптические волокна, но не поддерживала качество обслуживания. Пришедшая на смену технология АТМ являлась первой мультисервисной технологией и тоже передавала пакеты фиксированной длины посредством оптического волокна. Новое поколение транспортных технологий, поддерживающих гарантированной качесвто обслуживания представлено технологией MPLS (мультипротокольная коммутация по меткам). Она была разработана с целью обеспечения универсальной службы передачи данных как для клиентов сетей с коммутацией каналов, так и сетей с коммутацией пакетов. С помощью MPLS можно передавать различные типы трафика: эластичный, потоковый и реального времени.
В 2003 году появилась концепция «Городская вычислительная сеть» (Metropolitan area network, Metro Ethernet или MAN), которая описывает возможности оказания услуг операторского класса (как в MPLS) на базе технологии Ethernet – all over Ethernet («все» поверх Ethernet).
Основными преимуществами, которые двигают разработчиков к развитию данной технологии, являются:
· Эффективность затрат. При построении новой сети стоимость оборудование ядра сети ниже, чем в других технологиях. А при использовании уже существующего оборудования нижних уровней (SDH, ATM) необходимо минимум расходов для адаптации этого оборудования под Metro Ethernet.
· Возможность предоставления соединения и полосы пропускания по требованию. Многие классические технологии коммутации пакетов не обладают такой возможностью (Frame Relay, ATM).
· Легкость взаимодействия сетей. За счет стандартных интерфейсов (NNI – Network-Network Interface – интерфейс «сеть-сеть» и UNI – User-Network Interface – интерфейс «пользователь-сеть») взаимодействие между сетями и пользователями упрощается как с точки зрения капитальных вложений, так и с точки зрения операционных расходов.
· Большое количество уже существующих пользователей. Большинство клиентов городских сетей имеет на своих площадках (Customer Premises) локальную или корпоративную сеть Ethernet, а при развитии концепции NGN и переходе на услуги «все поверх IP» таких пользователей станет абсолютное большинство.
В частности, как одну из подсистем сети NGN или РССХД можно рассматривать сеть Metro Ethernet.
В настоящее время телекоммуникационная индустрия делает следующий шаг от архитектуры NGN на базе программного коммутатора (Softswich) и медиа шлюза (MGW) к архитектуре NGN с IMS (IP Multimedia Subsystem), а в перспективе и к сетям All-IP [208].
Новой конвергентной платформой следующего поколения сетей NGN, которая определит будущее Единой сети электросвязи РФ в ближайшие пять лет, как для частных абонентов, так и для корпоративных пользователей, станет IMS (Рис. 1.13).
Рисунок 1.13. Единая инфраструктура для всех типов услуг и устройств
IMS – это технологическое решение, определяемое соответствующим набором стандартов и функциональных элементов, четко разделяющая сервисный и инфраструктурный уровни сети NGN.49
IMS сглаживает различия между всеми телекоммуникационными технологиями на рынке, включая различия между телефонными сетями общего пользования (ТСОП) и сетями подвижной связи (СПС).
Архитектура IMS получила признание у всех телекоммуникационных компаний и операторов Интернет, мобильной и фиксированной связи по следующим причинам:
· Единое ядро сети, единая платформа предоставления услуг, единая система управления и тарификации значительно снижают стоимость владения сети, а также позволяют значительно увеличить перечень предлагаемых сервисов для абонентов и потребителей услуг. Для абонентов это означает снижение стоимости и повышение качества предоставляемых услуг.
· Быстрый рост числа пользователей различных мультимедийных терминалов. Растет количество интеллектуальных устройств носимой электроники. Приложения реального времени, такие как передача мгновенных сообщений, Push-To-Talk и другие, завоевывают все большую популярность во всем мире.
· Острая конкуренция и ценовое давление. Сетевые сегменты операторов наземной и мобильной связи, а также кабельных операторов, во многом пересекаются. Конвергенция фиксированной и мобильной связи обеспечивает более рациональное использование сетевых ресурсов, особенно на уровне доступа.
· Конвергенция голоса, данных и видео. Многие поставщики уже предлагают услуги «triple-play» пакетом, увеличивается потребность в конвергенции между наземными и беспроводными сетями как в средстве обеспечения доступности этих услуг из любого места.
· Сокращение времени на ввод в эксплуатацию новых услуг. Чтобы оставаться конкурентоспособными, операторы и поставщики услуг вынуждены создавать и внедрять новые дифференцирующие услуги в очень сжатые сроки, при условии скорейшего возврата инвестиций. В ближайшее десятилетние станет актуальным применение новых технологий искусственного интеллекта.