УЗБЕКСКОЕ
АГЕНТСТВО СВЯЗИ И ИНФОРМАТИЗАЦИИ
ТАШКЕНТСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
Кафедра ТС и СК
Методическое
пособие для лабораторных работ
по предмету «IP-телефония»
для
студентов специальностей
5А522202
–«Сети, узлы связи и распределение информации»
5А522203- «Связь и оптические системы
обработки информации»
5А522205 –«Сети связи
и управляющие системы »
5А522216 –«Методика преподавания
специальных дисциплин»
Ташкент 2008
Авторы издания: Шарифов Р.А. Технический директор СП «Бузтон»
Садчикова
С.А.
Тилляев С.Д.
IP-телефония.
Методическое пособие для
лабораторных работ
по предмету «IP-телефония»
ТУИТ. Ташкент 2008.
В данном методическом указании представлены материалы для проведения лабораторных
работ по дисциплине IP-телефония. Дисциплина «IP-телефония» изучается магистрантами специальностей 5А522202, 5А522203, 5А522205, 5А522216 по направлению
образования «Телекоммуникация» во 2 (10) семестре магистратуры. Дисциплина
включает в себя лекции, лабораторные работы, практические занятия и курсовой
проект. Каждая работа методического пособия содержит теоретические сведения,
список литературы, контрольные вопросы и варианты заданий для проверки усвоения
материала.
Методическое пособие рассмотрено и одобрено на
заседании кафедры ТСиСК. Рекомендовано к тиражированию НМС в типографии ТУИТ.
Рецензенты:
кафедра ТСиСК. к.т.н., доц. Эшмурадов А.М.
АК Узбектелеком, филиал ТШТТ,
начальник департамента,
к.т.н., доц. Агзамов С.С.
Ташкентский Университет
Информационных Технологий
Оглавление.
|
|
|
Введение |
4 |
|
1 |
2ч |
Установление соединения
компьютер-компьютер |
6 |
|
2-3 |
4ч |
Установление соединения через IP шлюз по протоколу Н.323. Изучение системы
техобслуживания шлюза |
14 |
|
4-5 |
4ч |
Установление соединения
через IP шлюз по протоколу SIP. |
26 |
|
6 |
2ч |
Изучение кодирования речи |
36 |
|
7 |
4ч |
Изучение оборудования
IP-телефонии фирмы Huawei. |
55 |
|
8 |
2ч |
Изучение оборудования
IP-телефонии фирмы Huawei (продолжение). |
68 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Введение.
Сегодня во всем мире широкое
распространение получило подключение к
сети Интернет. Количество IP-пользователей быстро растет, и вполне
естественным является желание расширить возможности IP-сетей, используя их
наряду с передачей данных также для интерактивных видеоконференций, передачи
потоков голосовой информации и для других приложений реального времени.
Практическая возможность
полной интеграции голоса и данных поверх общей инфраструктуры вычислительных
сетей привела к появлению так называемой «пакетной телефонии» – технологии
передачи аналоговых телефонных сигналов по сетям передачи данных. Используются
три основных термина для обозначения технологии передачи речи по сетям с ПК на
базе протокола IP:
-
IP-телефония (IP
Telephony);
-
Голос по IP-сетям
(Voice over IP - VoIP);
-
Интернет-телефония
(Internet Telephony).
Под IP-телефонией понимается технология, позволяющая
использовать любую сеть с пакетной коммутацией на базе протокола IP (например,
сеть Интернет) в качестве средства организации и ведения международных, междугородных
и местных телефонных разговоров и передачи факсов в режиме реального времени.
IP-телефония, заявившая о
себе в середине 90-х годов любительскими программами типа Internet Phone,
сегодня превратилась в мощную составляющую телекоммуникационной индустрии. Если
раньше большинство поставщиков услуг IP-телефонии строили свой бизнес по
простейшему принципу «шлюз в Москве – шлюз в Нью-Йорке», то сегодня появились
большие территориально распределенные сети VoIP со множеством шлюзов. С октября
2004 года Ташкентская городская телефонная сеть (ТШТТ) начала предоставлять IP-услуги
по предоплаченным карточкам.
При решении о предоставлении
услуг IP-телефонии одним из важных вопросов является выбор протокола
установления соединений. Сегодня существует три вида таких протоколов и,
следовательно, три подхода к построению сетей IP-телефонии: Н.323, основанный
на рекомендации МСЭ-T, SIP,
разработанный комитетом IETF и протоколы, использующие принципы декомпозиции
шлюзов, например, MGCP.
Основной протокол, который принят мировым сообществом,
это Н.323. Большинство современных провайдеров IP-телефонии для построения
своих систем использует протокол Н.323. Но наиболее перспективным является
протокол SIP. Стремительный рост популярности
SIP позволяет предположить, что
данный протокол в будущем найдет более широкое применение при построении сетей
IP-телефонии.
Данные лабораторные работы дополняют конспект лекций
по дисциплине и практические занятия. Они построены с использованием материалов
технических описаний компаний-производителей оборудования IP-телефонии, а также
материалов журнальных статей из сети
Интернет.
Лабораторная работа № 1
Установление соединения
компьютер-компьютер
СОДЕРЖАНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ
Ознакомление с основными
принципами организация соединения типа компьютер-компьютер посредством
программы SoftPhone.
ЗАДАНИЕ К ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ
1. При подготовке к лабораторной работе
необходимо изучить следующие вопросы:
·
Принципы пакетной передачи речи
·
Виды соединений в сети IP-телефонии
·
Структура
сети передачи данных на основе стека протоколов ТСР/IP
2. Сконфигурировать рабочую станцию для работы в
локальной сети на основе стека протоколов ТСР/IP
3. Настроить программу SoftPhone
4. Проверить режимы работы программы
·
режим установки
вызова по логическому номеру пользователя Б (дозвон)
·
проверка
прохождения разговора
·
режим «не
беспокоить» (DND)
5. Распечатать log-файл вызова, отметить в нём основные
этапы прохождения вызова
ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ
РАБОТЫ
Для
выполнения лабораторной работы имеются:
1.
рабочие станции с
программным обеспечением SoftPhone с динамиками и микрофоном
2.
простейшая
локальная сеть
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ
При
выполнении лабораторной работы рекомендуется соблюдать следующую последовательность:
1. Изучить методические указания к данной лабораторной работе. Ознакомиться с принципами пакетной передачи речи, видами
соединений в сети IP-телефонии, структурой сети передачи данных на
основе стека протоколов ТСР/IP
2.
Получить у
преподавателя задание
3. Выполнить практическую часть.
4.
Ответить на
контрольные вопросы.
СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА
1. Схема лабораторного макета.
2. Распечатка log-файла вызова с основными этапами
прохождения вызова
3.
Ответы на
контрольные вопросы
КОНТРОЛЬНЫЕ
ВОПРОСЫ
ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ.
|
вариант |
IP 1 |
IP 2 |
Маска подсети |
Логический номер 1 |
Логический номер 2 |
|
1 |
192.168.1.1 |
192.168.1.2 |
255.255.255.0 |
100 |
101 |
|
2 |
192.168.2.1 |
192.168.2.2 |
255.255.255.0 |
200 |
201 |
|
3 |
192.168.3.1 |
192.168.3.2 |
255.255.255.0 |
300 |
301 |
|
4 |
192.168.4.1 |
192.168.4.2 |
255.255.255.0 |
400 |
401 |
|
5 |
192.168.5.1 |
192.168.5.2 |
255.255.255.0 |
500 |
501 |
|
6 |
192.168.6.1 |
192.168.6.2 |
255.255.255.0 |
600 |
601 |
|
7 |
192.168.7.1 |
192.168.7.2 |
255.255.255.0 |
700 |
701 |
|
8 |
192.168.8.1 |
192.168.8.2 |
255.255.255.0 |
800 |
801 |
|
9 |
192.168.9.1 |
192.168.9.2 |
255.255.255.0 |
900 |
901 |
|
10 |
192.168.10.1 |
192.168.10.2 |
255.255.255.0 |
1000 |
1001 |
ЛИТЕРАТУРА
1. А.В. Росляков, М.Ю. Самсонов,
И.В. Шибаева. IP-телефония. ИТЦ Эко-Трендз. 2002.
2. Б.С. Гольштейн, А.В. Пинчук,
А.Л. Суховицкий. IP-телефония. Москва. Радио и связь. 2003.
3.
Садчикова
С.А. IP-ТЕЛЕФОНИЯ. Учебное пособие для студентов специальностей 5А522202, 5А522203, 5А522205,
5А522216. Ташкент. ТУИТ.2008
4.
Иванова Т.И. Абонентские устройства и компьютерная телефония. М.:
Эко-Трендз, 1999.
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ЛАБОРАТОРНОЙ
РАБОТЕ
1.1.
Конфигурация рабочей станции для работы в локальной сети на основе стека протоколов ТСР/IP
1. Собрать схему
лабораторного макета в соответствии с рис.1.1.
Рис.1.1. Схема лабораторного макета.
2. На рабочей станции 1
запустить программу настройки Пуск – Панель управления – Сетевые подключения,
навести сигнал от мыши на иконку
«подключение по локальной сети» и нажать правую клавишу, в выпавшем меню
выбрать параметр Свойства, откроется
окно (см. рис.1.2.)
3. В окне «компоненты,
используемые этим подключением» выделить строку «протокол Интернет TCP/IP» и
нажать кнопку Свойства, при этом откроется окно (см. рис.1.3.)
4. Заполните поля IP адрес и
маска подсети в соответствии с вариантом задания и нажмите кнопку ОК.
5. Повторите действия п.п.2-4
для рабочей станции 2.
Рис.1.2. Окно свойства.
Рис.1.3. Настройки протокола Интернет TCP/IP
1.2. Методика работы с программой Softphone.
1. Запустить программу Softphone
Рис.1.4.
Основное окно программы
2.
Нажать кнопку «меню», при этом откроется окно
3.
Зайти в System Settings
4.
Зайти в SIP Proxy и далее открыть одну из существующих (по умолчанию
Default) записей
5.
Установить
значение Enabled в состояние YES.
6.
Задать логический
номер в поле Display Name и
IP адрес рабочей станции по заданию в поле Domain/Realm
7.
Повторить
указания п.п.1-5 на других компьютерах сети
8.
После завершения
сетевых настроек программы для удобства проведения эксперимента зайти в меню,
далее в подменю Phonebook, далее New Entry
8.
8.
8.me ввести номер потенциального вызываемого абонента
(например 111) и в поле Proxy ID его IP адрес (IP адрес любого
компьютера сети, кроме своего собственного)
9.
закрыть меню
10. на номеронабирателе набрать номер вызываемого абонента
и нажать кнопку вызова
после снятия трубки
вызываемым абонентом проверить установившееся соединение
1.3. Отображение log-файла вызова с основными этапами
прохождения вызова
1.
В программе SoftPhone нажмите кнопку меню.
2. Выберите пункт
Advanced System Settings.
3. Выберите пункт Diagnostic
4. Выберите пункт Diagnostic
Log, откроется окно Log-файла.
5.
Скопируйте Log-файл и распечатайте.
Рис.1.5. Пример Log-файла.
Лабораторная работа № 2-3
Установление
соединения через IP шлюз по
протоколу Н.323.
Изучение
системы техобслуживания шлюза
СОДЕРЖАНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ
Ознакомление с основными
принципами организации соединения типа телефон-телефон посредством IP-шлюза по протоколу Н.323.
ЗАДАНИЕ К ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ
1.При подготовке к лабораторной работе
необходимо изучить следующие вопросы:
·
Принципы пакетной передачи речи
·
Виды соединений в сети IP-телефонии
·
Структура
сети передачи данных на основе стека протоколов ТСР/IP
·
Структура
сети на базе протокола Н.323. назначение основных элементов
2. Сконфигурировать рабочую станцию, подключаемую к VoIP
шлюзу Н.323, для работы в локальной сети на
основе стека протоколов ТСР/IP
3. Настроить VoIP шлюз
4. Подключить телефонные аппараты к шлюзам
через порты FXS (RJ-11)
5. Проверить этапы прохождения вызова
·
этап «ответ
станции»
·
этап «абонент Б
свободен»
·
проверка
прохождения разговора
·
этап «абонент Б
занят»
ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ
РАБОТЫ
Для
выполнения лабораторной работы имеются:
1.
рабочие станции
2.
телефонные шлюзы
Н.323 FXS H.323 Gateway
3.
телефонные
аппараты
4.
простейшая
локальная сеть
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ
При
выполнении лабораторной работы рекомендуется соблюдать следующую последовательность:
1. Изучить методические указания к данной лабораторной работе. Ознакомиться с принципами пакетной передачи речи, видами
соединений в сети IP-телефонии, структурой сети передачи данных на
основе стека протоколов ТСР/IP и Н.323
2.
Получить у
преподавателя задание
3. Выполнить практическую часть.
·
настроить рабочую
станцию для работы в локальной сети LAN по протоколу TCP/IP
·
войти в программу
управления шлюзом
·
настроить Network Interface собственного шлюза
·
настроить Н.323
интерфейс собственного шлюза
·
заполнить Phone Book с IP адресом вызываемого шлюза и номерами телефонов
·
Проверить этапы
прохождения вызова
4.
Ответить на
контрольные вопросы.
СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА
1. Схема сети Н.323 с кратким описанием компонентов.
2. Схема лабораторного макета по варианту.
3. Краткая характеристика шлюза Н.323 FXS H.323 Gateway с
объяснением параметров.
4.
Ответы на
контрольные вопросы
КОНТРОЛЬНЫЕ
ВОПРОСЫ
1.
Какие компоненты
входят в состав сети Н.323?
2.
Что такое план
нумерации E.164?
3.
Что такое DTMF
набор номера (тоновый набор)?
4.
Что означает обновление программы по TFTP/FTP?
5.
Что такое
джиттер?
6.
Что такое
эхо-компенсация?
7.
Для чего нужен
джиттер-буфер?
8.
Для чего нужен VAD?
9.
Для чего нужен
генератор комфортного шума?
10. Что такое SOHO
приложения?
11. Что такое IP адрес?
12. Что такое Web-браузер?
13. Что означает термин «параметры по умолчанию»?
ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ.
|
вариант |
IP адреса шлюзов |
Маска подсети |
Логические номера ТА на шлюзах |
||||
|
IP 1 |
IP 2 |
1 |
2 |
3 |
4 |
||
|
1 |
192.168.1.1 |
192.168.1.2 |
255.255.255.0 |
100 |
101 |
102 |
103 |
|
2 |
192.168.2.1 |
192.168.2.2 |
255.255.255.0 |
200 |
201 |
202 |
203 |
|
3 |
192.168.3.1 |
192.168.3.2 |
255.255.255.0 |
300 |
301 |
302 |
303 |
|
4 |
192.168.4.1 |
192.168.4.2 |
255.255.255.0 |
400 |
401 |
402 |
403 |
|
5 |
192.168.5.1 |
192.168.5.2 |
255.255.255.0 |
500 |
501 |
502 |
503 |
|
6 |
192.168.6.1 |
192.168.6.2 |
255.255.255.0 |
600 |
601 |
602 |
603 |
|
7 |
192.168.7.1 |
192.168.7.2 |
255.255.255.0 |
700 |
701 |
702 |
703 |
|
8 |
192.168.8.1 |
192.168.8.2 |
255.255.255.0 |
800 |
801 |
802 |
803 |
|
9 |
192.168.9.1 |
192.168.9.2 |
255.255.255.0 |
900 |
901 |
902 |
903 |
|
10 |
192.168.10.1 |
192.168.10.2 |
255.255.255.0 |
1000 |
1001 |
1002 |
1003 |
ЛИТЕРАТУРА
1.
А.В. Росляков,
М.Ю. Самсонов, И.В. Шибаева. IP-телефония. ИТЦ Эко-Трендз. 2002.
2.
Б.С. Гольштейн,
А.В. Пинчук, А.Л. Суховицкий. IP-телефония. Москва. Радио и связь. 2003.
3.
Иванова Т.И. Абонентские устройства и компьютерная телефония. М.:
Эко-Трендз, 1999.
4.
Садчикова С.А. Конспект
лекций по предмету «IP-телефония» для студентов
специальностей 5А522202, 5А522203,
5А522205, 5А522216. Ташкент 2008.
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ЛАБОРАТОРНОЙ
РАБОТЕ
2.1.
Конфигурация рабочей станции для работы в локальной сети на основе стека протоколов ТСР/IP
1. Собрать схему
лабораторного макета в соответствии с рис.2.1.
Рис.2.1. Схема лабораторного макета.
2. На рабочей станции 1
запустить программу настройки Пуск – Панель управления – Сетевые подключения,
навести сигнал от мыши на иконку
«подключение по локальной сети» и нажать правую клавишу, в выпавшем меню
выбрать параметр Свойства, откроется
окно (см. рис.2.2.)
3. В окне «компоненты,
используемые этим подключением» выделить строку «протокол Интернет TCP/IP» и
нажать кнопку Свойства, при этом откроется
Рис.2.2. Окно свойства.
Рис.2.3. Настройки протокола Интернет TCP/IP
окно (см. рис.2.3.)
4. Заполните поля IP адрес и
маска подсети в соответствии с вариантом задания и нажмите кнопку ОК.
5. Повторите действия п.п.2-4
для рабочей станции 2.
2.2. Назначение и основные
характеристики VoIP шлюза
FXS H.323 Gateway.
VoIP шлюз построен в соответствии с рекомендацией H.323
v.3 ITU-T предоставляет услуги передачи голоса и факсимильной информации по IP сети. Шлюз наиболее пригоден для использования для
работы с абонентами квартирного (частного) сектора и с SOHO приложениями1. Шлюз выполняется в 4 модификациях - 1AFXS, 2FXS, 2AFXS, 4AFXS:
·
1AFXS Gateway обеспечивает 1 телефонный
порт и 4 порта Ethernet
·
2FXS Gateway обеспечивает 2 телефонных
порта и 1 порт Ethernet
·
2AFXS Gateway обеспечивает 2 телефонных
порта и 1 порт Ethernet
·
4AFXS Gateway обеспечивает 4 телефонных
порта и 2 порта Ethernet
1SOHO (Small office) Home office - "малый офис -
домашний офис" термин, описывающий сегмент рынка, на котором работают
предприятия с числом сотрудников менее 50 человек, и продукцию для него
VoIP шлюз имеет следующие характеристики:
·
совместимость с
рекомендацией H.323 v.3 ITU-T
·
Ethernet порты:
-
FXS-01: 4 порта 10/100 Base-T
Ethernet RJ45 (Auto LAN
-
MDI/ MDIX).
-
FXS-02: 1 порт 10Base-T Ethernet
-
FXS-02A/FXS-04A: 2 порта 10/100 Base-T
Ethernet
·
интерфейс для
конфигурирования RS-232, TELNET и HTTP web
·
автоматическое
обнаружение привратника (Gatekeeper)
·
одновременная
передача голоса и факсимильной информации по протоколу Т.38
·
поддержка функций T.38 ECM (Error Correction in high speed fax Mode)
·
поддержка
акустических сигналов обслуживания вызова
·
поддержка плана
нумерации E.164
·
поддержка DTMF
набора номера (тоновый набор)
·
обновление
программы по TFTP/FTP
·
дистанционная
настройка/ возврат в исходное положение
·
LED индикация для
отображения состояния системы (Link, Ready, Status, TEL, Power)
·
поддержка
статической адресации для IP, DHCP и PPPoE
·
кодек: G.711 a/μlaw, G.723.1 (6.3kbps), G.729A, G.729B, G.729AB
·
определение
речевой активности VAD (Voice Activity
Detection)
·
генерирование комфортного
шума CNG (Comfort
Noise Generate)
·
адаптивная эхо-компенсация
по G.168/165
·
динамический
джиттер-буфер
Установки на шлюзе по умолчанию (Default Settings)
Login: root
Password: Null (default)
Параметры IP
IP адрес = 10.1.1.3
Маска подсети = 255.0.0.0
Шлюз по умолчанию = 10.1.1.254
LAN IP address = 192.168.123.123 (только для 1AFXS)
Telnet and Web
Login Password
Login = root
Password = Null (default)
2.3. Настройка шлюза через web-интерфейс
(программа управления шлюзом).
Web-интерфейс позволяет использовать для настройки шлюза любой из Web-браузеров (Программы Internet Explorer
версии 5.5 или позднее, Netscape Navigator версии 6 или более поздняя, Mozilla Firefox). Для настройки требуется компьютер с сетевой картой (NIC) Ethernet 10BaseT, 100Base-TX. Компьютер подключается к порту LAN на
маршрутизаторе.
1.
В соответствии с
рис.2.1 подключите компьютер к порту LAN
маршрутизатора.
2.
Для доступа к
программе настроек маршрутизатора запустите программу-браузер Internet Explorer 5.5(или Netscape Navigator 6).
3.
В программе Internet Explorer
введите IP адрес =
10.1.1.3 (адрес, используемый VoIP шлюзом по умолчанию), нажмите клавишу Enter.
4.
В появившемся
окне (см.рис.2.4) введите
Login = root
Password = Null (default)
Рис.2.4. Окно авторизации программы шлюза.
5. Нажмите кнопку ОК.
Если Login и Password введены правильно, появляется окно стартовое окно для
настройки шлюза Welcome Screen
(см.рис.2.5). Окно разделено на 2 части. В левой части находится панель
навигации для доступа к различным программам настройки шлюза.
Рис.2.5. Стартовое окно для настройки шлюза Welcome Screen.
Шаг 1. Настройка Network Interface со статической IP адресацией.
1.
Выберите пункт Network Interface на панели навигации (в
левой части окна) см.рис.2.6.
2.
На экране Network Interface введите IP адрес собственного шлюза в соответствии с вариантом,
маску подсети (на рис.2.6 приведён пример IP Address: 192.168.13.80, Subnet
mask: 255.255.248.0, Default
routing gateway:
192.168.8.254)
3.
Нажмите кнопку ОК (см. рис.2.7).
Рис.2.6. Шаг 1.Окно настроек Network Interface.
Шаг2. сохранение настроек.
1.
Выберите параметр Commit Data (зафиксировать данные) на
панели навигации.
2.
на экране Commit Configuration Data нажмите кнопку Commit, в случае успешного завершения транзакции появится сообщение
[Commit to Flash OK!]
Шаг 3. Перезагрузка системы
1.
Выберите параметр Reboot System на панели навигации.
2.
На экране VoIP
Gateway нажмите кнопку Reboot. Процедура перезагрузки длится 40с.
Шаг 4. Закройте текущее окно
браузера и запустите web-браузер
снова.
Рис.2.7. Окно настроек Network Interface
(продолжение).
Введите новый IP адрес в поле Location или
Address field для доступа к программе настройки шлюза.
2.4. Настройка шлюза для обслуживания VoIP вызовов.
Для обслуживания VoIP вызовов шлюз
может быть сконфигурирован в 2 вариантах:
- режим точка-точка
- режим маршрутизации к Привратнику (Gatekeeper GK)
В каждом из режимов конфигурация и функции различны. В
лабораторной работе шлюз используется в режиме точка-точка.
2.5. Настройка шлюза в режиме
точка-точка (Peer-to-Peer)
Запустите программу настройки шлюза через web-интерфейс, используя программы Internet Explorer 5.5 или Netscape Navigator 6 (см.п.2.3). Далее выполните следующие шаги.
Шаг1. Настройка Н.323 интерфейса.
1.
Выберите H323 Configuration на панели навигации.
2.
на экране Н.323 Configuration выберите
Peer-to-Peer (режим точка-точка), установите номера линий в
соответствии с вариантом задания (например, Line1 Number 3001, Line2 Number: 3002). См.рис. 2.8.
3.
нажмите кнопку ОК (см.рис. 2.9.)
Рис. 2.8. Шаг 1.Окно настроек H323 Configuration – Peer to Peer.
Рис. 2.9. Окно настроек H323 Configuration – Peer to Peer (продолжение).
Шаг 2. Настройка VoIP Gateway
Phone Book.
1.
Выберите Phone Book на панели навигации.
Откроется панель(см.рис.2.10).
2.
В строке New Record (новая
запись) введите Index, Name, IP address and номер телефона поле Е.164 в соответствии с вариантом задания и нажмите кнопку Add Data.
Рис.2.10. Шаг 2. Вид Phone Book
Например, введите Index: 1, Name: test1, e164 No.: 20, IP address:
192.168.13.80 и нажмите кнопку Add Data (см.рис.2.11).
Рис.2.11. Пример заполнения Phone Book.
В таблице заполнится строка с Index=1 (см.рис.2.12).
Рис.2.12. Phone Book с заполненной строкой 1.
3. Внесите в Phone Book параметры для ТА1, ТА2, ТА3, ТА4 в
соответствии с вариантом заданий.
Шаг3. сохранение настроек.
3.
Выберите параметр Commit Data (зафиксировать данные) на
панели навигации.
4.
на экране Commit Configuration Data нажмите кнопку Commit, в случае успешного завершения транзакции появится сообщение
[Commit to Flash OK!]
Шаг 4. Перезагрузка системы
3.
Выберите параметр Reboot System на панели навигации.
4.
На экране VoIP
Gateway нажмите кнопку Reboot. Процедура перезагрузки длится 40с.
Лабораторная работа № 4-5
Установление
соединения через IP шлюз по
протоколу SIP.
СОДЕРЖАНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ
Ознакомление с основными
принципами организации сети IP-телефонии на
базе протокола SIP.
ЗАДАНИЕ К ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ
1. При подготовке к лабораторной работе
необходимо изучить следующие вопросы:
·
Виды соединений в сети IP-телефонии
·
Структура
сети передачи данных на основе стека протоколов ТСР/IP
·
Структура
сети на базе протокола SIP
2. Сконфигурировать рабочую станцию, подключаемую к SIP-серверу, для работы в локальной сети на основе стека протоколов
ТСР/IP
3. Настроить на рабочей станции программу SoftPhone
4. Настроить VoIP шлюз
5. Подключить телефонные аппараты к шлюзу
через порты
6. Проверить этапы прохождения вызова
·
этап «ответ
станции»
·
этап «абонент Б
свободен»
·
проверка
прохождения разговора
·
этап «абонент Б
занят»
ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ
РАБОТЫ
Для
выполнения лабораторной работы имеются:
1.
рабочие станции
2.
телефонный шлюз SIP
3.
телефонные
аппараты
4.
простейшая
локальная сеть
5. программа 3CX Phone System SIP-client (SoftPhone)
6. программа 3CX Phone System SIP-server
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ
При
выполнении лабораторной работы рекомендуется соблюдать следующую последовательность:
1. Изучить методические указания к данной лабораторной работе. Ознакомиться с видами соединений в сети IP-телефонии, структурой
сети передачи данных на основе стека протоколов ТСР/IP и SIP
2.
Получить у
преподавателя задание
3. Выполнить практическую часть.
·
настроить рабочую
станцию SIP-клиента для работы в локальной сети LAN по
протоколу TCP/IP
·
войти в программу
управления шлюзом
·
настроить IP адресацию и SIP
параметры шлюза в таблице Quick
Setup
·
настроить таблицу
Tel to IP Routing шлюза
для внешнего соединения
·
настроить таблицу
Endpoint Phone Number Table шлюза
для привязки телефонных номеров к портам шлюза
·
настроить user name и password в таблице Protocol Management – Endpoint Settings
–Authentication для аутентификации
пользователей
·
Проверить этапы
прохождения вызова
4.
Ответить на
контрольные вопросы.
СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА
1. Схема сети SIP с
кратким описанием компонентов.
2. Схема лабораторного макета по варианту.
3. Краткая характеристика шлюза с объяснением
параметров.
4. Алгоритм обмена сигнальными сообщениями по протоколу SIP при прохождении вызова через прокси-сервер и шлюз.
5.
Ответы на
контрольные вопросы
КОНТРОЛЬНЫЕ
ВОПРОСЫ
1.
Какие компоненты
входят в состав сети на основе протокола SIP?
2.
Зачем нужен протокол SIP?
3.
Основные принципы, положенные в основу протокола SIP,
кто его стандартизировал?
4.
Какое место занимает протокол SIP в стеке протоколов TCP/IP?
5.
Какой тип адресации используется в протоколе SIP?
6.
Перечислить типы SIP-адресов, что значат их
элементы?
7.
Что такое план
нумерации E.164?
8.
Что такое DTMF
набор номера (тоновый набор)?
9.
Что такое IP адрес?
10. Что такое Web-браузер?
11. Что означает термин «параметры по умолчанию»?
12. Что означает термин «авторизация пользователя»?
13. Что означает термин «аутентификация пользователя»?
ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ.
|
вариант |
IP адрес шлюза GW |
IP адрес SIP-клиента |
Маска подсети |
Логические номера ТА |
|||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
||||
|
1 |
192.168.1.2 |
192.168.1.3 |
255.255.255.0 |
100 |
101 |
103 |
104 |
|
2 |
192.168.1.4 |
192.168.1.5 |
255.255.255.0 |
200 |
201 |
202 |
203 |
|
3 |
192.168.1.6 |
192.168.1.7 |
255.255.255.0 |
300 |
301 |
302 |
303 |
|
4 |
192.168.1.8 |
192.168.1.9 |
255.255.255.0 |
400 |
401 |
402 |
403 |
|
5 |
192.168.1.10 |
192.168.1.11 |
255.255.255.0 |
500 |
501 |
502 |
503 |
|
6 |
192.168.1.12 |
192.168.1.13 |
255.255.255.0 |
600 |
601 |
602 |
603 |
|
7 |
192.168.1.14 |
192.168.1.15 |
255.255.255.0 |
700 |
701 |
702 |
703 |
|
8 |
192.168.1.16 |
192.168.1.17 |
255.255.255.0 |
800 |
801 |
802 |
803 |
|
9 |
192.168.1.18 |
192.168.1.19 |
255.255.255.0 |
900 |
901 |
902 |
903 |
|
10 |
192.168.1.20 |
192.168.1.21 |
255.255.255.0 |
1000 |
1001 |
1002 |
1003 |
ЛИТЕРАТУРА
1.
А.В. Росляков,
М.Ю. Самсонов, И.В. Шибаева. IP-телефония. ИТЦ Эко-Трендз. 2002.
2.
Б.С. Гольштейн,
А.В. Пинчук, А.Л. Суховицкий. IP-телефония. Москва. Радио и связь. 2003.
3.
Иванова Т.И. Абонентские устройства и компьютерная телефония. М.:
Эко-Трендз, 1999.
4.
А.Б. Гольдштейн,
В.В. Саморезов. Методические указания по проведению лабораторных работ и
практических занятий по курсу «IP-телефония» для студентов, обучающихся
специальности 2009 – Сети связи и системы коммутации. Санкт-Петербург. 2002.
5.
Садчикова С.А. Конспект
лекций по предмету «IP-телефония» для студентов
специальностей 5А522202, 5А522203,
5А522205, 5А522216. Ташкент 2008.
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ЛАБОРАТОРНОЙ
РАБОТЕ
4.1. Описание лабораторного макета.
Схема лабораторного макета приведена на рис. 4.1.
Лабораторный макет использует программу 3CX Phone System. 3CX Phone System –
это программная IP УАТС, которая замещает традиционную УАТС и позволяет
пользователям инициировать, принимать и переадресовывать вызова.
Рис.4.1. Схема лабораторного макета.
Программа состоит из клиентской SIP-клиент и
серверной SIP-сервер частей. Клиентские
части установлены на РС1 и РС2 в виде программ SoftPhone, которые являются ТА1 и ТА2 (см. варианты заданий). Серверная часть установлена
на устройство SIP Server. IP адрес
прокси-сервера одинаковый для всех вариантов 192.168.1.1 . К серверу SIP
подключён шлюз МР-124, поддерживающий сигнализацию по протоколу SIP. К портам шлюза подключены ТА3, ТА4.
4.2. Конфигурация
рабочей станции SIP-клиента для
работы в локальной сети на основе стека протоколов
ТСР/IP
1. Собрать схему
лабораторного макета в соответствии с рис.4.1.
2. На рабочей станции SIP-клиента запустить программу настройки Пуск – Панель
управления – Сетевые подключения, навести сигнал от мыши на иконку «подключение по локальной сети» и
нажать правую клавишу, в выпавшем меню выбрать параметр Свойства, откроется окно (см. рис.4.2.)
3. В окне «компоненты,
используемые этим подключением» выделить строку «протокол Интернет TCP/IP» и
нажать кнопку Свойства, при этом откроется окно (см. рис.4.3.)
4. Заполните поля IP адрес и
маска подсети в соответствии с вариантом задания и нажмите кнопку ОК.
Рис.4.2. Окно свойства.
Рис.4.3. Настройки протокола Интернет TCP/IP
4.3. Вход в программу управления шлюза.
5.
Для доступа к
программе настроек шлюза запустите программу-браузер Internet Explorer 5.5 (или Netscape Navigator 6).
6.
В программе Internet Explorer
введите в строке location IP адрес шлюза
GW в соответствии с вариантом задания, нажмите клавишу Enter.
7.
В появившемся
окне (см.рис.2.4) введите
User name = Admin
Password = Admin (default)
5. Нажмите кнопку ОК.
Если Login и Password введены правильно,
появляется стартовое окно для настройки
шлюза Quick Setup (см.рис.3.4)
4.4. Настройка IP адресации и
SIP параметров
шлюза.
Настройка
IP адресации и SIP
параметров шлюза производится в таблице Quick Setup (см.рис.4.4).
Рис.4.4. Стартовое окно для настройки шлюза Quick Setup.
1.
Для настройки IP адресации шлюза введите
следующие параметры в поля IP Configuration
IP address – IP адрес GW шлюза в соответствии с вариантом
Subnet
Mack – маска подсети в соответствии с вариантом
Default Gateway IP address - IP адрес прокси-сервера, т.е. 192.168.1.1
2.
Для настройки SIP парметров шлюза введите
следующие параметры в поля SIP Parameters
Working with Proxy = Yes
Proxy IP Address = 192.168.1.1
3. Нажмите кнопку Reset для сохранения изменений.
5.1. Настройка таблицы Tel to IP Routing шлюза для внешнего соединения.
1. Для настройки шлюза для внешнего соединения открыть
таблицу Tel to IP Routing из
окна Quick Setup
(см.рис.5.1).
2. В таблице Tel to IP Routing
ввести номера телефонов, не включённых в шлюз (ТА1, ТА2 по варианту), и IP адрес
прокси-сервера. В лабораторной работе адрес прокси-сервера одинаковый для всех
вариантов 192.168.1.1
Рис.5.1. Таблица Tel to IP Routing.
3. Нажмите кнопку Submit для сохранения изменений.
5.2. Настройка собственных телефонных
портов шлюза.
Шлюз МР-124 FXS имеет
24 собственных телефонных порта.
1. Для настройки собственных телефонных портов шлюза
открыть таблицу Endpoint Phone Number Table из окна Quick Setup (см.рис.5.2).
Рис.5.2. Endpoint Phone Number Table.
1.
Настроить таблицу Endpoint Phone Number Table шлюза для привязки телефонных
номеров к собственным портам шлюза (ТА3, ТА4 по варианту), для этого введите
соответствующие значения в поля
Channel – номер телефонного порта шлюза
Phone Number –
логический номер ТА
2. Нажмите кнопку Submit для сохранения изменений.
5.3. Настройка аутентификации.
1. Выберите пункты Protocol Management в
основном меню и Endpoint Settings –Authentication в
подменю, откроется таблица Endpoint
Settings –Authentication
(см.рис.5.3)
2.
В таблице Endpoint Settings –Authentication настроить имя пользователя user name и пароль
password для авторизации
и аутентификации пользователей. Величины user name и password
соответствуют номеру ТА3 и ТА4 по варианту, т.е.
user name ТА3
= логический номер ТА3 по варианту
password ТА3 = логический номер
ТА3 по варианту
3. Нажмите кнопку Submit для сохранения изменений.
Рис.5.3. Таблица Endpoint Settings
–Authentication.
5.4. Сохранение установок в шлюзе
Для того, чтобы сохранить все установки в шлюзе
выберите пункт меню Save Configurations
и перезагрузите шлюз Reset Device.
5.5. Настройка софтфона.
Программы софтфона 3CX VoIP Client установлены на РС1 и РС2. Для шлюза эти софтфоны
являются внешними ТА.
1. Для настройки программы соединения на PC1 откройте меню File-Login,
откроется окно настройки соединения (см.рис.3.8).
2. В окне настройки соединения заполните следующие
поля
Connection = In Office
3CX PhoneSystem Server = IP адрес прокси-сервера
My Extension Number = номер ТА1 по варианту
My VoiceMail PIN = номер ТА1 по варианту
8.
Нажмите кнопку ОК
для сохранения настроек. Настройка программы софтфон на РС1 окончена.
9.
Повторите пункты
1-4 для настройки программы соединения на PC2.
Проверьте этапы прохождения вызова между различными
устройствами сети.
Рис.5.4. Окно настройки соединения программы 3CX VoIP Client.
Лабораторная работа № 6
Изучение
кодирования речи.
СОДЕРЖАНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ
Ознакомление
с принципами работы семейства технологий xDSL и устройствами IAD, DSLAM.
ЗАДАНИЕ К ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ
1. При подготовке
к лабораторной работе изучить вопросы:
- Функциональная модель сетей NGN фирмы HUAWEI
- Виды оборудования на уровне пограничного доступа.
2. В соответствии с вариантом
таблицы 6.1 рассмотреть возможность подключения корпоративных клиентов через
IAD. Рассчитать технические требования по ширине канала на участке IAD-DSLAM.
Задание для анализа.
Рис. 6.1. Местоположение участка IAD-DSLAM.
На рис.6.1 показано анализируемое подключение. На
стороне потребителя к IAD подключены:
-
к ______ портам
абонентов ТфОП - _____ телефонный аппарат и _____ аппарат факсимильной связи.
Для _____ ТА требуется более высокое качество при передаче речи
-
к порту передачи
данных через HUB подключены _____ компьютеров.
Требуется рассчитать полосу DSL канала
для подключения на порту DSLAM узла
доступа. При расчёте следует учесть, что устройство IAD является устройством IP-телефонии и может настраиваться на различные виды
кодеков, которые потребуют различной ширины канала. В IP-телефонии для преобразования речи в пакеты
используются различные виды кодеков. На телефонной сети общего пользования ТфОП
используется один вид кодеков G.711,
стандартизированный ITU. Максимальная скорость на
выходе кодека G.711 64кбит/с.
Таблица.6.1. Варианты заданий.
|
Вариант |
Тип IAD |
порты абонентов ТфОП на IAD |
порт передачи данных |
||
|
Кол-во ТА |
Кол-во факсов |
Кол-во ТА с более высоким качеством при передаче речи |
Кол-во комп. |
||
|
1 |
IAD108 |
6 |
1 |
1 |
6 |
|
2 |
IAD132 |
11 |
1 |
2 |
5 |
|
3 |
IAD132 |
24 |
2 |
3 |
10 |
|
4 |
IAD132 |
32 |
2 |
4 |
12 |
|
5 |
IAD108 |
4 |
1 |
2 |
4 |
|
6 |
IAD132 |
16 |
2 |
1 |
6 |
|
7 |
IAD132 |
24 |
1 |
3 |
5 |
|
8 |
IAD132 |
32 |
2 |
1 |
10 |
|
9 |
IAD108 |
4 |
2 |
2 |
8 |
ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ
РАБОТЫ
Для выполнения
лабораторной работы имеются:
-
Плакаты
-
Слайды
презентации
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ
При выполнении задания рекомендуется соблюдать следующую
последовательность:
1.
Изучить
методические указания к данному
практическому занятию.
2.
Получить у
преподавателя задание
3.
Выполнить
практическую часть
4.
Ответить на
контрольные вопросы.
СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА
1.
Структурная схема
по варианту.
2.
варианты
назначения кодеков на портах IAD
КОНТРОЛЬНЫЕ
ВОПРОСЫ
1.
Что представляет
собой IAD? Для чего он предназначен?
2.
Что представляет
собой технология VoIP?
3.
Что представляет
собой технология FoIP?
4.
Какие типы существуют IAD?
5.
Какие модели IAD
выпускает фирма Huawei?
6.
Что такое 10/100Base-T
интерфейс?
ЛИТЕРАТУРА
1.
Кучерявый А.Е.,
Гильченок Л.З., Иванов А.Ю. Пакетная сеть связи общего пользования.. СПб:. Наука и техника, 2004.
2. А.В. Росляков, М.Ю. Самсонов,
И.В. Шибаева. IP-телефония. ИТЦ Эко-Трендз. 2002.
3. Шарифов Р.А. Садчикова С.А. Тилляев С.Д. IP-телефония. Методическое пособие для практических занятий.
ТУИТ. Ташкент 2008.
4.
Б.Краснофф. IAD
приходят в малый бизнес. LAN, #05/2002. http://www.networkaccess.ru/articles/dsl/iad_small_business/
5.
описание
продукции с сайта http://www.huawei.com
6.
Минц Т.Б. Голос и
данные объединяются на границе. http://www.osp.ru/lan/2000/06/131189/_p1.html
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ПРАКТИЧЕСКОМУ ЗАНЯТИЮ
6.1. Сеть доступа и применение
технологии ADSL.
В последние годы рост
объемов передачи информации привел к тому, что наблюдается дефицит пропускной
способности каналов доступа к существующим сетям. Если на корпоративных уровнях
эта проблема частично решается (арендой высокоскоростных каналов передачи), то
в квартирном секторе, и в секторе малого бизнеса эти проблемы существуют.
На сегодняшний день основным способом взаимодействия
оконечных пользователей с частными сетями и сетями общего пользования является
доступ с использованием телефонной линии и модемов, устройств, обеспечивающих
передачу цифровой информации по абонентским аналоговым телефонным линиям.
Скорость такой связи невелика, максимальная скорость может достигать 56 Кбит/с.
Этого достаточно для доступа в Интернет, однако насыщение страниц графикой и
видео, большие объемы электронной почты и документов в ближайшее время снова
поставит вопрос о путях дальнейшего увеличения пропускной способности.
Наиболее перспективной в
настоящее время является технология ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line).
Это новая модемная технология, превращающая стандартные абонентские телефонные
аналоговые линии в линии высокоскоростного доступа. Технология ADSL позволяет
передавать информацию к абоненту со скоростью до 6 Мбит/с. В обратном
направлении используется скорость до 640 Кбит/с. Это связанно с тем, что все
современный спектр сетевых услуг предполагает весьма незначительную скорость
передачи от абонента. Например, для получения видеофоильмов в формате MPEG-1
необходима полоса пропускания 1,5 Мбит/с. Для служебной информации передаваемой
от абонента, вполне достаточно 64-128 Кбит/с (см. рис.6.2).
Рис.6.2. Структурная схема технологии
ADSL.
6.2. Принципы организации услуги ADSL
Услуга ADSL (см. рис.6.3)
организуется с помощью модема ADSL, и стойки модемов ADSL, называемой DSL
Access Module. Практически все DSLAM оснащаются портом Ethernet 10Base-T. Это
позволяет использовать на узлах доступа обычные концентраторы, коммутаторы и
маршрутизаторы.
Ряд производителей начали снабжать DSLAM интерфейсами
АТМ, что позволяет напрямую подключать их к ATM-коммутаторам
территориально-распределенных сетей. Также ряд производителей создают
пользовательские модемы, которые представляют собой ADSL модем, но для
программного обеспечения являются адаптерами ATM.
На участке между ADSL модемом и DSLAM функционируют
три потока: высокоскоростной поток к абоненту, двунаправленный служебный и
речевой канал в стандартном диапазоне частот канала ТЧ (0,3-3,4 Кгц). Частотные
разделители (POTS Splitter) выделяют телефонный поток, и направляют его
к обычному телефонному аппарату. Такая схема позволяет разговаривать по
телефону одновременно с передачей информации и пользоваться телефонной связью в
случае неисправности оборудования ADSL. Конструктивно телефонный разделитель
представляет собой частотный фильтр, который может быть как интегрирован в
модем ADSL, так и быть самостоятельным устройством. В Приложении 1 приведена
схема ADSL сплиттера фирмы Siemens и его частотная характеристика на его выходных
портах (LINE-POTS, LINE-NT).
Согласно теореме Шеннона, невозможно с помощью модемов
достичь скоростей выше 33,6 Кбит/с. В ADSL технологии цифровая информация
передается вне диапазона частот стандартного канала ТЧ. Это приведет к тому,
что фильтры, установленные на телефонной станции отсекут частоту выше 4 кГц,
поэтому необходимо на каждой телефонной станции установить оборудование доступа
к территориально-распределенным сетям (коммутатор или маршрутизатор).
Передача к абоненту
осуществляется на скоростях от 1,5 до 6,1 Мбит/с, скорость служебного канала
составляет от 15 до 640 Кбит/с. Каждый канал может быть разделен на несколько
логических низкоскоростных каналов.
Скорости, предоставляемые
модемами ADSL кратны скоростям цифровых каналов T1, E1. В минимальной
конфигурации передача ведется на скорости 1,5 или 2,0 Мбит/с. В принципе,
сегодня существуют устройства, передающие данные со скоростью до 8 Мбит/с,
однако в стандартах такая скорость не определена. Скорость модемов ADSL в
зависимости от числа каналов приведена в таблице 6.2.
Таблица 6.2.Зависимость скорости модемов ADSL от числа
каналов.
|
Базовая скорость |
Количество каналов |
Скорость |
|
1,536 Мбит/с |
1 |
1,536 Мбит/с |
|
1,536 Мбит/с |
2 |
3,072 Мбит/с |
|
1,536 Мбит/с |
3 |
4,608 Мбит/с |
|
1,536 Мбит/с |
4 |
6,144 Мбит/с |
|
2,048 Мбит/с |
1 |
2,048 Мбит/с |
|
2,048 Мбит/с |
2 |
4,096 Мбит/с |
|
2,048 Мбит/с |
3 |
6,144 Мбит/с |
Максимально возможная скорость линии зависит от ряда
факторов, включающих длину линии и толщину телефонного кабеля. Характеристики
линии ухудшаются с увеличением его длины и уменьшении сечения провода. В
таблице 6.3 показаны несколько вариантов зависимости скорости от параметров
линии.
Таблица 6.3. Зависимость скорости передачи ADSL модема от параметров
линии.
|
Длина линии (км) |
Сечение провода (мм2) |
Максимальная скорость (Мбит/с) |
|
2,7 |
0,4 |
6,1 |
|
3,7 |
0,5 |
6,1 |
|
4,6 |
0,4 |
1,5 или 2 |
|
5,5 |
0,5 |
1,5 или 2 |
ADSL-модем представляет собой устройство, построенное
на базе цифрового сигнального процессора (ЦСП или DSP), аналогичное применяемому
в обычных модемах (см. рис.6.3). В общем случае, вся пропускная способность
линии делится на два участка. Первый участок предназначен для передачи голоса,
и находится в диапазоне 0,3-3,4 КГц. Диапазон сигнала для передачи данных лежит
в пределах от 4 Кгц до 1 Мгц. Физические параметры большинства линий не
позволяют передавать данные с частотой свыше 1 МГц. К сожалению не все
существующие телефонные линии (особенно большой протяженности), имеют даже
такие характеристики, поэтому приходится уменьшать полосу пропускания, что
влечет за собой уменьшение скорости передачи.
Рис.6.3. Структурная схема передающего
узла ADSL модема
Для создания этих потоков используются два метода:
метод с частотным разделением каналов и метод эхо компенсации.
Метод с частотным
разделением состоит в том, что каждому из потоков выделяется своя полоса
пропускания частот. Высокоскоростной поток может разделяться на один или более
низкоскоростных потоков. Передача этих потоков осуществляется методом "дискретной многотональной модуляции"
(DMT).
Метод эхо компенсации
состоит в том, что диапазоны высокоскоростного и служебного потоков
накладываются друг на друга. Разделение потоков осуществляется с помощью
дифференциальной системы, встроенной в модем. Этот способ используется в работе
современных модемов V.32 и V.34. Высокоскоростной поток может разделяться на
один или более низкоскоростных потоков Передача этих потоков осуществляется
методом "дискретной
многотональной модуляции" (DMT).
Рис.6.4, а. Мультиплексирование с частотным
разделением.
Рис.6.4. Схемы
разделения потоков в полосе пропускания частот телефонной линии. 3, б- метод
эхокомпенсации.
При передаче множества потоков происходит разделение
каждого из них на блоки. Каждый блок снабжается кодом исправления ошибок (ECC).
Схема организации
выделенного канала по технологии ADSL приведена на рис.6.5.
.
Рис.6.5. Схема организации выделенного
канала по технологии ADSL.
6.3. Семейство технологий xDSL.
xDSL (ADSL, RDSL, SDSL, HDSL) х DSL представляет собой семейство технологий, позволяющих
организовывать для абонентов высокоскоростные каналы доступа.
В аббревиатуре
xDSL символ "х" используется для обозначения первого символа в
названии конкретной технологии, а DSL обозначает цифровую абонентскую линию DSL
( Digital Subscriber Line ). Технологии х DSL позволяет передавать данные на
скоростях от 64Кбит/с до 8Мбит/с. Многие технологии х DSL дают возможность
совмещать высокоскоростную передачу данных и передачу голоса по одной и той же
медной паре
Существующие
типы технологий х DSL, различаются в основном по используемой форме модуляции и
скорости передачи данных.
Технологии х DSL
являются наиболее практичным решением, направленным на максимальное увеличение
объема данных, передаваемых по существующим телефонным линиям. Использование
технологий хDSL для высокоскоростного доступа особенно примечательно тем, что
эти технологии используют в качестве среды передачи существующую кабельную
инфрастуктуру местных телефонных сетей. Это позволяет провайдерам услуг
экономить значительные средства и более быстро (и по разумной цене) создавать
для своих абонентов большое количество новых услуг.
В семейство
технологий xDSL входят следующие технологии: HDSL, SDSL , ADSL , RDSL и т. д.,
так же к технологиям хDSL можно отнести организации цифрового канала по
технологии LRE (Long Reach Ethernet).
В таблице 6.4 приведены основные характеристики
(скорость и дальность) современных технологий передачи данных по медной паре.
Таблица.6.4. скорость и дальность передачи данных по медной паре в зависимости
от вида технологии.
6.4. Назначение устройств интегрированного доступа (IAD).
На рис.6.7 показан пример
реализации VoIP-сети, использующей сеть доступа с технологий DSL. Обычные
аналоговые телефоны и любые устройства локальной сети Ethernet подключаются к
устройству интегрированного доступа IAD абонента, которое обрабатывает и
передает абонентскую сигнальную информацию по IP-сети или через мультиплексор
доступа DSLAM к Softswitch. Что касается речевой информации, то IAD
оцифровывает ее, пакетирует и переносит в виде пакетов RPT по IP-сети.
Эти три примера иллюстрируют базовое свойство сетей
ССП – интеграцию передачи речи, данных и видеоинформации, включая объединение
оборудования и функциональных возможностей как на уровне опорной сети (Core
Network), так и на уровне сети доступа (Access Network).
Рис.6.7. Архитектура ССП с IAD и DSLAM
Комбинированные подключения
с передачей речи и данных предлагают простое решение по обеспечению
широкополосной связью конечных пользователей из небольших и средних компаний.
Важным фактором в
распространении технологий «речь по DSL» (VoDSL) и «речь по кабелю» (VoCable)
являются интегрированные устройства доступа (Integrated Access Device, IAD).
Установленные в помещении клиента, они позволяют поставщикам услуг
интегрировать речь, данные и Internet в одном сетевом соединении. Назначение
устройства состоит в подключении стандартных телефонов (в идеале —
подсоединенных к нескольким линиям) к линии передачи данных. Затем IAD
разбивает трафик на пакеты и мультиплексирует его в сеть по высокоскоростному
соединению.
Обычно интегрированные
устройства доступа применялись с уже имеющимися УАТС или мини-АТС и
предшествовали технологиям DSL и кабельным подключениям. Новое поколение
оборудования IAD и других аппаратных средств позволило поставщикам услуг
привлечь частных пользователей, небольшие и средние компании — заказчиков, пока
не определившихся с выбором услуг широкополосной связи.
В США поставщики услуг
ориентируются на тех клиентов, которые не способны позволить себе линию T1 за
1000 долларов. У крупных операторов нет предложений для подобного рынка,
поэтому таким клиентам приходится использовать коммутируемый доступ в Internet
и обычные телефонные линии». С помощью VoDSL пользователи получат пропускную
способность линии T1 наряду с несколькими каналами передачи речи и, возможно,
некоторыми расширенными услугами за значительно более низкую абонентскую плату.
Небольшим компаниям редко
требуется много каналов передачи речи в дополнение к каналам передачи данных.
По данным американских ТК компаний, оптимальное количество необходимых линий
для применения VoDSL — от 4 до 20. Это может быть как компания с одним офисом,
так и крупная — с множеством небольших филиалов и потребностью в постоянных
услугах по передаче речи и данных. Одно из действительно интересных применений
VoDSL — интеграция с мини-ATC, поскольку таким системам требуется обычно от 4
до 20 линий.
Комбинированные подключения
с передачей речи и данных предлагают простое решение по обеспечению
широкополосной связью конечных пользователей из небольших и средних компаний.
Вместо того чтобы обращаться к нескольким поставщикам, они могут получать все
телекоммуникационные услуги, включая аппаратные и программные средства, от
одной местной телекоммуникационной компании. Устройства IAD, осуществляя
функции маршрутизаторов, позволяют экономить финансовые ресурсы. Кроме того,
они достаточно гибки. Множество устройств IAD старшего класса предусматривают
возможность расширения с помощью программных коммутаторов или за счет
дополнительных плат. А поскольку сторонняя поддержка имеет большое значение
(для экономии и ускорения ремонта), интегрированные устройства доступа
снабжаются программным обеспечением для проведения удаленной диагностики и
осуществления технической поддержки по протоколам ftp и telnet.
Возможности передачи речи со
стороны DSL обычно включают возможность взаимодействия со стандартными
функциями службы автоматической телефонной связи Centrex, в том числе
идентификацию абонента, ожидание вызова, тональный набор и отправление вызовов.
Устройства IAD также обладают полезной функцией распознавания входящих вызовов
факса и умеют работать со специальным методом сжатия, используемым в
факсимильных аппаратах.
Другими отличительными
особенностями являются возможность взаимодействия с различным оборудованием и
шлюзами DSLAM, функции резервного копирования, а также поддержка ряда форматов
DSL. Для постоянных широкополосных соединений важно, что большинство
интегрированных устройств доступа поддерживают такие средства безопасности, как
встроенные брандмауэры и защищенные сети VPN.
6.5. Устройства IAD фирмы Huawei
IAD представляет собой
медиашлюз для передачи по IP-протоколу голоса (технология VoIP) и факсимильных
сообщений (технология FoIP), обеспечивающий эффективную и качественную передачу
голоса по глобальной пакетной сети IP (Internet и различные Intranet).
Шлюз VoIP предоставляет
аналоговые голосовые интерфейсы для соединения с существующими телефонными
аппаратами корпоративных пользователей или учрежденческой АТС, а также
интерфейс Ethernet для соединения с магистральной сетью провайдера услуг IP.
IAD поддерживает протокол
MGCP, соответствующий стандартам IETF RFC2705 V0.1 и V1.0. Данное оборудование
может функционировать совместно с решениями SoftSwitch крупнейших поставщиков с
целью развертывания для провайдеров услуг полного решения VoIP с функциями
биллинга, учета использования ресурсов и сетевого управления.
Серия IAD включает в себя:
Серия 1 (POTS + малая емкость услуг передачи данных):
16, 24, 32 порта
Серия 2 (интеграция доступа к услугам передачи речи и
данных): 8, 12, 24
Настольная серия: 1, 2 и 4 интерфейса; Ephone;
SoftPhone
Разделитель DVC для разделения и объединения речевых
услуг по UTP5.
В таблице1 приведены характеристики IAD серии U-SYS.
Таблица
6.5. Характеристики IAD серии U-SYS.
|
Наимен. продукции |
Интерфейс сети |
Интерфейс пользователя |
Прим. |
||
|
POTS |
Ethernet |
протоколы |
Телеф. линия |
||
|
IAD104E |
1 10M/100M |
4FXS |
1 |
MGCP |
подкл 4 ТА |
|
IAD108 |
1 10M/100M |
8FXS |
1 |
MGCP |
подкл 8 ТА |
|
IAD208E |
1 10M/100M |
8FXS/FXO |
2 |
MGCP/H.248 |
|
|
IAD132E |
1 10M/100M |
32 FXS/FXO |
4 |
MGCP/H.248 |
подкл 8,16,24,32 ТА |
Серия IAD104 может обеспечить 4 канала для простых
пользователей ТфОП, использующих доступ VIoP и 1 10/100Base-T интерфейс сети передачи данных.
Серия IAD108 может обеспечить 8 каналов для простых
пользователей ТфОП использующих доступ VIoP и 2 10/100Base-T интерфейса сети передачи данных.
Согласно различным интерфейсам серия
IAD108 имеют следующие три модели:
-
IAD108A(T),
обеспечивающая интерфейсы для ADSL
-
IAD108E(T),
обеспечивающая интерфейсы для Fast Ethernet (FE)
-
IAD108V(T),
обеспечивающая интерфейсы для Very-high-data-rate Digital User Line (VDSL)
Серия IAD208 может обеспечить смешанный доступ к VIoP
сервисам для 8 абонентов ТфОП и 7 абонентов передачи данных. По стандартному
кабелю 5 класса, интергированный порт
данных и голоса реализует доступ широкополосных абонентов и голосовых
абонентов. Согласно различным панелям интерфейсов серия IAD208 имеет следующие 3 модели:
-
IAD208A(T),
обеспечивающая интерфейсы для ADSL
-
IAD208E(T),
обеспечивающая интерфейсы для FE
-
IAD208V(T),
обеспечивающая интерфейсы для VDSL
Отличие между сериями IAD108 и IAD208
заключается в типе интерфейсов и их количестве на панели интерфейсов. На задней
панели серии IAD108 , 8 телефонных портов , 2 порта передачи
данных, один локальный серийный порт и один восходящий интерфейс. На задней
панели серии IAD208 7 портов, которые
поддерживают гибридный доступ голосовых абонентов и абонентов передачи данных,
один порт только для предоставления доступа телефонным абонентам, один
локальный серийный порт и один восходящий порт.
Серия оборудования IAD108/208
поддерживает стандартный голосовой метод компрессии, алгоритмы модуляции/демодуляции для
кодирования декодирования голосовых сигналов, сигналов факсов ТФоП. IAD преобразует сигналы в IP пакеты и посылает их по направлению к медиа шлюзу IP. Когда IP пакеты достигнут своей цели назначения они будут
опять преобразованы в первоначальный вид.
IAD взаимодействует с коммутатором SoftSwitch по средством протокола H.248 или Media Gateway Control
Protocol (MGCP), IAD устанавливает соединение между вызывающим и
вызываемым абoнентами под контролем SoftSwitch . Положение
устройств серии IAD108/208 в структуре NGN показано на рис.3.
Рис.6.8. Типичный пример применения IAD108/208.
IAD132E-T поддерживает
усовершенствованный протокол управления медиашлюзом (MGCP), соответствующий
стандартам IETF RFC2705 V0.1 и V1.0. Данное оборудование может функционировать
совместно с решениями SoftSwitch крупнейших поставщиков с целью развертывания
для провайдеров услуг полного решения VoIP с функциями биллинга, учета
использования ресурсов и сетевого управления.
IAD132E-T использует
стандарт Ethernet 10/100 Base-T для соединения с IP-сетью через маршрутизатор
или оборудование передачи данных. Поддерживая высокоэффективный протокол MGCP,
IAD132E-T в комбинации с программным коммутатором Softswitch предоставляет
конечным пользователям услуги телефонной связи. В целях соответствия
требованиям провайдеров услуг, IAD132E-T обеспечивает возможность
предоставления коммутатором SoftSwitch комплексного и полного обслуживания,
включая функции биллинга и управления сетью. На рис. 4 изображены места
установки оборудования IAD132E-T.
IAD132E-T
имеет высокую плотность голосовых интерфейсов для соединения с
пользовательскими телефонными аппаратами и факсами. Речевой модуль FXS и
дополнительный модуль FXS обеспечивают по 8 голосовых FXS интерфейсов. С
помощью установки речевых модулей IAD132E-T может поддерживать 8, 16, 24, или
32 порта речевых интерфейсов для пользователей, имеющих высокий голосовой
трафик, например, в жилых домах, офисах, на предприятиях.
Рис.6.9. Типичный пример применения IAD132E-T.
6.6. Пример расчёта.
Трафик IP-телефонии (VoIP) состоит из нескольких видов трафика:
-
речевой трафик RTP протокола IP-телефонии
-
сигнальный
трафик, включающий поддержку протоколов H.248, MGCP, SIP, H.323, ISUP, TCAP
-
биллинг-трафик CDR
-
NMS (Network Management System) трафик
Рассчитаем полосы речевого трафика для 1 абонента IP-телефонии. В IP-телефонии для преобразования речи в пакеты
используются различные виды кодеков. На телефонной сети общего пользования ТфОП
используется один вид кодеков G.711,
стандартизированный ITU. Максимальная скорость на
выходе кодека G.711 64кбит/с. Для сравнения
выберем кодеки G.729, G.723. Максимальная
скорость на выходе кодека G.729 8кбит/с.
Максимальная скорость на выходе кодека G.723 6,3кбит/с.
Требуемая полоса на 1 абонента
(в кбит/с) вычисляется по формуле:
Заголовок RTP-протокола
составляет 58байт Он состоит из: заголовок MAC-18байт, заголовок IP протокола-20байт, заголовок UDP -8 байт, заголовок RTP -12байт.
Управляющая информация для протокола RTP (по протоколу RTCP) составляет 5% от размера потока RTP.
Определим размер речевой информации в одном IP пакете в зависимости от длительности кадра для
кодеков G.711, G.729, G.723. и рассчитаем полосу речевого трафика для 1
абонента. (см. практическое занятие 7 [])
Требуемая полоса на 1 абонента
(в кбит/с) вычисляется по формуле:
6.6.1. Расчёт ширины канала на участке IAD108-DSLAM.
Ширина канала для подключения абонентов на участке IAD108-DSLAM
Для
вычислений делаются следующие допущения:
-
речевой трафик
имеет приоритет над трафиком данных (Internet)
-
ТА установлены в
компании. В рабочее время нагрузка на них гораздо выше нагрузки квартирного
сектора
-
Передача
Интернет-трафика занимает длительный промежуток времени, поэтому будем считать,
что одновременно разговаривают все абоненты. В момент, когда нет вызовов от
голосовых абонентов (ТА) нагрузку создают компьютеры, подключённые к сети
Интернет.
-
Хотя технология ADSL позволяет обеспечить асимметричное подключение
компьютеров со скоростями - от
абонента в сеть 768кбит/с, от сети к абоненту 8Мбит/с, наиболее оптимальным
соотношением для сетевых услуг составляет скорость доступа на порту ADSL 128кбит/с.
Полоса голосового трафика IAD при использовании кодека может быть различной и
зависит от длительности кадра.
6.6.2. Анализ влияния кодеков на ширину канала на
участке IAD132-DSLAM.
Данные вычислений п.6.6.1
приведены в Таблице 6.6
Таблица 6.6. Зависимость требуемой ширины канала от
типа кодека.
|
Тип кодека |
Длительность кадра (мс) |
Требуемая полоса на 1 абонента (кбит/с) |
Оценка MOS |
|
|
G.711 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
G.729 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
G.723 |
|
|
|
|
|
|
|
|
6.6.3. Организация назначения кодеков при организации
голосов связи
по DSL линии.
В задании поставлена цель -
минимизировать требуемую ширину канала для абонентов, подключённых к IAD132. Из табл.6.6 наиболее удовлетворяющим условию
является вариант с использованием кодека G.723 для всех 32 ТА, подключённых к IAD. Однако в соответствии с заданием п.3.1 на предприятии имеется 1 аппарат факсимильной
связи и 1 ТА принадлежит руководителю предприятия, для которого требуется более
высокое качество при передаче речи. В сетях пакетной передачи речи факс может
использовать только кодек G.711 для
соблюдения стандарта Т.120. Для повышения качества передачи речи порт, к
которому на IAD подсоединён ТА руководителя
предприятия, тоже настраивается на кодек G.711.
С учётом этих условий
предлагается 4 варианта назначения кодеков.
Вариант 1. наилучший по
качеству
ТА1 (ТА руководителя) кодек G.711
ТА2-ТА31 кодек G.711
ТА32 Факс кодек
G.711
Все
кодеки настроены на длительность кадра 30мс
Требуемая
ширина канала
32*83
= 2656кбит/с
Вариант 2. наихудший по
качеству
ТА1 (ТА руководителя) кодек G.723
ТА2-ТА7 кодек G.723
ТА8 Факс кодек G.711
Все
кодеки настроены на длительность кадра 30мс
Требуемая
ширина канала
32*23=736кбит/с
Вариант с использованием
только кодеков G.723 не может быть реализован,
т.к. факс работает только с кодеком G.711,
пересчитаем
Требуемая
ширина канала
1*83
+ 31*23=796кбит/с
Вариант 3.
ТА1 (ТА руководителя) кодек G.711
ТА2-ТА31 кодек G.729
ТА32 Факс кодек
G.711
Все
кодеки настроены на длительность кадра 30мс
Требуемая
ширина канала
2*83
+ 30*25 = 916кбит/с
Вариант 4.
ТА1 (ТА руководителя) кодек G.711
ТА2-ТА31 кодек G.723
ТА32 Факс кодек
G.711
Все
кодеки настроены на длительность кадра 30мс
Требуемая
ширина канала
2*83
+ 30*23 = 856кбит/с
Варианты 1,2 являются
пограничными. Вариант1 очень дорог, вариант2 обеспечивает в большинстве случаев
неприемлемое качество. Оптимальными являются промежуточные варианты 3, 4. Минимальная
требуемая ширина канала для абонентов, подключённых к IAD132, при данных условиях составляет 856кбит/с при
качестве MOS=3.65 для ТА2-ТА31. При
неудовлетворительной оценке качества абонентами полоса может быть расширена до
916кбит/с при оценке качества MOS=3.9. Если
претензии по качеству продолжают поступать придётся переназначать кодеки с
резким расширением полосы канала.
Таблица 6.7. Варианты минимизации полосы канала для IAD132.
|
|
Тип кодека |
|||
|
|
Вариант 1 |
Вариант 3 |
Вариант 4 |
Вариант 2 |
|
ТА1 |
G.711 |
G.711 |
G.711 |
G.723 |
|
ТА2-ТА31 |
G.711 |
G.729 |
G.723 |
G.723 |
|
ТА32 факс |
G.711 |
G.711 |
G.711 |
G.711(G.723) |
|
Качество MOS |
4,1 |
3,9* |
3,6* |
3,6 |
|
ширина канала |
2656кбит/с |
916 |
856 |
796 (736) кбит/с |
* кроме ТА1, ТА32.
Лабораторная работа № 7.
Изучение
оборудования IP-телефонии фирмы Huawei.
СОДЕРЖАНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ
Ознакомление с принципами построения сети NGN на базе оборудования фирмы Huawei.
ЗАДАНИЕ К ЛАБОРАТОРНОЙ
РАБОТЕ
1. При подготовке к практическому занятию изучить вопросы:
- Функциональная модель сетей NGN фирмы HUAWEI
- Виды оборудования на уровне пограничного доступа.
2. В соответствии с вариантом
таблицы 7.1 построить узел доступа к мультисервисной сети, расположенный в
здании АТС. Рассмотреть возможность стыковки с ТфОП (см.рис.7.1, рис.7.2).
Таблица.7.1. Варианты заданий.
|
Вариант |
Задание |
||
|
Индекс АТС |
Аналоговые абоненты мультисервисной сети |
Порты широкополосного доступа |
|
|
1 |
296 |
150 |
45 |
|
2 |
262 |
300 |
32 |
|
3 |
235 |
200 |
20 |
|
4 |
255 |
100 |
50 |
|
5 |
245 |
310 |
28 |
|
6 |
233 |
130 |
45 |
|
7 |
237 |
280 |
50 |
|
8 |
291 |
250 |
30 |
|
9 |
241 |
140 |
50 |
ТЕХНИЧЕСКОЕ
ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ
Для выполнения лабораторной работы имеются:
-
Слайды
презентации
-
Техническая
документация
Рис.7.1. Универсальная транспортная сеть.
ПОРЯДОК
ВЫПОЛНЕНИЯ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ
При выполнении задания рекомендуется соблюдать следующую
последовательность:
1.
Изучить
методические указания к данному
практическому занятию.
2.
Получить у
преподавателя задание
3.
Выполнить
практическую часть
4.
Ответить на
контрольные вопросы.
СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА
1.
назначение и характеристики шлюзов доступа
2.
Структурная схема узла доступа по варианту.
КОНТРОЛЬНЫЕ
ВОПРОСЫ
1.
Какие уровни
входят в состав мультисервисной сети?
2.
Какое оборудование
может быть использовано на уровне пограничного доступа?
3.
Для чего
используется AMG?
4.
Каково назначение
TMG?
5.
Каково назначение UMG?
6.
В чём различие TMG и UMG?
Рис.7.2. структура
сети города.
7.
Что такое DSLAM?
8.
Какова область
применения DSLAM?
ЛИТЕРАТУРА
1.
Кучерявый А.Е.,
Гильченок Л.З., Иванов А.Ю. Пакетная сеть связи общего пользования. СПб:. Наука и техника, 2004.
2.
Семенов А.В. Сети
нового поколения. СПб: Наука и техника, 2005.
3.
Материалы курса
«Сети связи следующего поколения» сайта Интернет-Университета Информационных
Технологий http://www.INTUIT.ru
4. А.В. Росляков, М.Ю. Самсонов,
И.В. Шибаева. IP-телефония. ИТЦ Эко-Трендз. 2002.
5.
описание
продукции с сайта http://www.huawei.com
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ПРАКТИЧЕСКОМУ ЗАНЯТИЮ
7.1. Функциональная модель сетей NGN фирмы HUAWEI.
Функциональная
модель сетей NGN, разработанная фирмой HUAWEI, представлена 4
уровнями:
-
уровень
пограничного доступа
-
уровень опорной
коммутации
-
уровень
управления сетью
-
уровень
управления услугами
Архитектура сети приведена
на рис.7.3.
На уровне
пограничного доступа осуществляется подключение абонентов и терминалов к сети
на основе применения разнообразных средств и преобразование формата исходящей
информации в соответствующий формат, используемый для передачи в данной сети.
На уровне
опорной коммутации осуществляется коммутация пакетов, и на этом уровне
используются такие устройства как маршрутизаторы и IP-коммутаторы уровня 3,
распределенные в магистральной сети и
транспортной сети (MAN). На
этом уровне осуществляется предоставление абонентам единообразной и
интегральной платформы передачи с высокой надежностью, высоким качеством
обслуживания (QoS) и большой пропускной способностью.
На уровне
сетевого управления осуществляется управление вызовами. Основная технология на
этом уровне – гибкая коммутация, которая используется для управления вызовами и
управления установкой соединений в режиме реального времени.
На уровне
управления услугами в основном осуществляется предоставление дополнительных
услуг, а также поддержка функционирования при установленных соединениях.
7.2. Реализация оборудования на уровне пограничного
доступа.
На уровне
пограничного доступа может быть использовано следующее оборудование фирмы HUAWEI.
Рис.7.3.Архитектура сети NGN фирмы HUAWEI.
Устройство
интегрального доступа (IAD): представляет собой устройство абонентского доступа,
используемое в архитектуре NGN. С помощью этого устройства осуществляется
организация услуг передачи данных, речевой связи, видеоинформации и других
услуг по пакетной сети. В каждом устройстве (IAD) предусмотрено максимум 48
абонентских портов.
Медиашлюз
доступа (AMG): С его помощью
абоненту предоставляется разнообразный доступ к услугам, таким как аналоговый
абонентский доступ, доступ к цифровой сети с интеграцией услуг ISDN, доступ V5
и доступ к цифровой абонентской линии (xDSL).
Медиашлюз
сигнализации (SG): находится на
уровне интерфейса сети системы сигнализации ОКС7 и сети Интернет-протокола
(IP); обеспечивая преобразование сигнализации между коммутируемой телефонной
сетью общего пользования ТфОП и сетью IP.
Медиашлюз
соединительных линий (TMG): находится между сетью с коммутацией каналов и IP
сетью с коммутацией пакетов, обеспечивая преобразование формата между
ИКМ-потоками и информационными потоками среды передачи IP.
Универсальный
медиашлюз (UMG): выполняет преобразование формата потоков среды
передачи и преобразование сигнализации в режимах TMG, встроенного SG или AMG.
Обеспечивается подключение разнообразных устройств, таких как телефонная
станция ТфОП, учрежденческая телефонная станция УАТС (PBX), сеть доступа, сервер
сети доступа (NAS) и контроллер базовой станции.
Рассмотрим
несколько примеров оборудования доступа.
7.3. Транспортный медиа-шлюз TMG 8010.
Транспортный медиашлюз
TMG8010 выполняет функцию перекодирования речи между канальным трафиком ТфОП и
пакетным трафиком IP-сети, функцию упаковки/распаковки IP-пакетов и устранения
эффекта переменной задержки доставки пакетов (джиттера). Он имеет встроенный
шлюз сигнализации, который может использоваться при отсутствии выделенного
шлюза сигнализации SG (Signaling Gateway) в сети или STP (Signaling
Transfer Point). Встроенный шлюз сигнализации в TMG8010 взамодействует с гибким
коммутатором SoftSwitch через M2UA (MTP2 User Adaptation Protocol) и IUA
(ISDN Q.921 User Adaptation Protocol). На рис.7.4 показано положение шлюза TMG8010 в сети.
TMG8010 может выполнять функцию кодека
сообщений сигнализации ОКС7 и речевого трафика одновременно. Емкость системы -
до 3840 портов.
Транспортный шлюз
конструктивно выполнен в 3 типах:
плата - обеспечивает 4
потока Е1
полка - обеспечивает 48
потоков Е1.
фрейм - обеспечивает 128
потоков Е1.
Рис.7.4.
Положение шлюза TMG8010 в сети.
Технические
возможности:
1.
Поддержка
оптического интерфейса и универсальных портов
2.
Обеспечивает
оптический интерфейс TDM SDH155M, что экономит ресурсы 2М потоков и
пространство автозала, упрощает кабельную разводку.
3.
Поддерживает VoIP
и RAS на одном порте. При однократных инвестициях оператор может обеспечить как
услуги междугородной связи, так и услуги коммутируемого доступа к Интернет,
полностью используя возможности оборудования и увеличивая доход от услуг.
4.
Полный набор
стандартных протоколов
H.248 и MGCP.
SS7
через M2UA.
ISUP,
TUP, PRI и R2.
5.
TMG8010 и
SoftX3000 могут выполнять функцию межсетевого шлюза.
TMG8010
обеспечивает полную функцию аутентификации и перехвата. Аутентификация может
быть выполнена по вызывающему номеру или префиксу, категории вызывающего,
идентификатору группы входящих или исходящих соединительных линий, атрибуту
вызова, по вызываемому номеру или префиксу, времени вызова и пр.
7.4.Универсальный медиашлюз UMG8900.
На рис.7.5 представлен
универсальный медиашлюз UMG8900, который представляет собой устройство опорной
сети в мобильных системах стандарта GSM, разработанное компанией Huawei
Technologies. Сети мобильной связи стандарта GSM, ориентированные на будущее,
обеспечивают экономию инвестиций и высокий доход операторов связи.
UMG8900 может работать в
качестве различных сетевых устройств в зависимости от сетевых требований.
Аппаратная платформа UMG8900
разработана с целью комбинирования пакетного и узкополосного коммутаторов, что
должно обеспечить эффективную поддержку узкополосных услуг на базе TDM и
пакетных услуг поверх IP. Для потоков услуг и потока управляющих команд шлюз
UMG8900 использует различные коммутационные поля.
Оборудование UMG8900 поддерживает режимы передачи
данных IP/TDM и различные типы
интерфейсов, обеспечивающих возможности взаимодействия с другими типами сетей:
- TDM: STM-1
SDH (электрооптический интерфейс), E1, T1
- IP: FE, GE
(оптоволоконный интерфейс), STM-1/4 POS (оптоволоконный интерфейс)
- IPoA:
STM-1 IPoA (Оптоволоконный интерфейс)
Система
поддерживает следующие услуги и функции:
-
встроенного шлюза сигнализации
-эхоподавления,
проигрывание тональных сигналов и объявлений, соединение с оборудованием IN,
предоставляющим дополнительные услуги.
-Детектор
голосовой активности (VAD) и функции буфера джиттера позволяют экономить полосу
пропускания и повышает качество голоса.
В
системе подвижной связи UMG8900 выполняет изменение различных характеристик несущего
канала, в том числе и хэндовера .
Рис.7.5. Архитектура
медиашлюза UMG8900
7.5. Шлюз мультисервисного доступа MA5100
Шлюз мультисервисного
доступа MA5100 (DSLAM) применяется на уровне доступа
широкополосной сети. Он подключается к оборудованию ATM через оптический
интерфейс высокоскоростной магистрали по восходящей линии (ATM STM-1) для
организации широкополосной сети и обеспечения доступа к широкополосным услугам.
Оборудование MA5100 собирает от абонентов широкополосные услуги через различные
типы интерфейсов и передает их после централизованной обработки через интерфейс
высокоскоростной магистрали.
Система может
взаимодействовать при помощи стандартных интерфейсов с оборудованием других
производителей, чтобы предоставлять различные услуги, в том числе услуги
Интернет, VOD (Видео по запросу), услуги видеоконференции, дистанционной
медицины, управление инженерными системами зданий, что дает новые возможности в
сфере предоставления услуг сети связи.
Услуги и применение DSLAM.
- Доступ к услугам ADSL
Услуги ADSL используют методы
модуляции DMT и асимметричную передачу данных для передачи услуг. Полоса частот
восходящего потока данных — 26-138 кГц. Скорость передачи - до 640 кбит/с,
полоса частот нисходящего потока - 138 кГц... 1,104 МГц, а скорость передачи -
до 8 Мбит/с.
ADSL использует существующую
абонентскую телефонную линию для передачи высокоскоростных данных и
предоставляет абонентам различные типы услуг, включая высокоскоростной доступ к
сети Интернет, VOD, TV и т.д. Поскольку полосы частот ADSL и 4 кГц POTS
разделены, таким образом процесс предоставления широкополосных услуг не
оказывает никакого влияния на предоставление традиционных услуг POTS.
Система мультисервисного
доступа MA5100 может применяться в качестве DSLAM, чтобы удовлетворить
требования по доступу ADSL.
-
Доступ к услугам
LAN
поддерживает для абонентов сети
LAN, отделенных от сети VLAN, непосредственный вход в сеть Интернет при помощи
существующего оборудования. Поскольку абоненты на малых и средних предприятиях
(SME) не могут создать частную сеть или позволить создать сеть DDN, то им
предоставляется доступ через выделенную широкополосную линию.
-
Ретрансляция
кадров
Услуга ретрансляции кадров (FR)
является услугой WAN. Оборудование доступа FR и группы пользователей FR,
которые могут поддерживать передачу данных, факсимильных сообщений и речевых
сообщений.
-
Доступ к услугам
IP-DSLAM
-
Услуга
ретрансляции ячеек
Система мультисервисного
доступа MA5100 поддерживает PVC в режиме передачи ячеек, а также взаимодействие
между абонентами ADSL и LAN. В данном режиме Сервер ячеек осуществляет доступ
через интерфейсы Ethernet платы LAN, а отдельные абоненты подключаются через
порты ADSL. Затем они соединяются по PVC между VLAN платы LAN и портом ADL для
получения информационных услуг или получения информации мониторинга из автозала
или центра управления.
Оборудование MA5100 состоит
из части доступа к услугам и системной части. Функциональная структура системы
приведена на рис.11.5. Часть доступа к услугам состоит из следующих модулей:
— модуль доступа ADSL;
— модуль доступа CES E1;
— модуль доступа CES V.35;
— модуль доступа ATM E1;
— модуль доступа LAN;
— модуль доступа FR.
Системная часть состоит из двух основных модулей:
— модуль мультиплексирования/демультиплексирования;
— модуль управления системой.
Рис.7.6. Функциональные модули системы
мультисервисного доступа MA5100
1. Модуль доступа ADSL:
Обеспечивает порт доступа услуг ADSL, использует
алгоритм DMT и предоставляет методы доступа ADSL с улучшенными
характеристиками. Этот модуль состоит из платы ADSL, сплиттера и др.
2. Модуль доступа CES E1:
Обеспечивает услуги эмуляции схемы интерфейса E1,
независимые 8 или 16 каналов интерфейсов E1, а также поддерживает
структурированные (SDT N×64K) или неструктурированные (UDT) услуги
эмуляции схемы. Для соединения каналов применяется соединение PVC, по которым
возможна передача различных типов услуг с низкой скоростью передачи,
осуществление доступа к различным типам услуг PBX, DDN, видеоконференции, маршрутизации
и др., что позволяет полностью использовать ресурсы существующей сети.
3. Модуль доступа CES V.35
Обеспечивает доступ к услугам передачи данных
V.35N×64K. Плата CES предоставляет 8 независимых каналов интерфейса V.35,
поддерживает рабочий режим DTE и DCE. Плата CES предоставляет доступ ATM для
услуг V.35 через схему эмуляции. Плата CES предоставляет доступ к различным
типам оборудования, использующего интерфейс V.35, включая маршрутизаторы
доступа, DDN и др.
4. Модуль доступа ATM E1
Предоставляет услуги ретрансляции ячеек
E1. Услуги ретрансляции ячеек E1 можно реализовать через стандартное
оборудование АТМ или при помощи низкоскоростного соединения между коммутаторами
АТМ по существующим линиям передачи Е1 PDH без прокладывания новых линий, таким
образом полностью используя существующие сетевые ресурсы.
5. Модуль доступа LAN
Предоставляет 8 самонастраивающихся интерфейсов
10M/100M Ethernet и обеспечивает соединение с Ethernet по выделенной линии
через сеть ATM, реализуя прозрачное соединение RFC 1483B.
6. Модуль доступа FR
Предоставляет услуги ретрансляции кадров
E1/T1/V.35. Интерфейс ретрансляции кадров E1/T1 поддерживает доступ
ретрансляции кадров с разделением каналов и без разделения каналов, а также
поддерживает взаимодействие между сетью и
услугами, как это указано в форуме “Frame Relay Forum”.
7. Модуль для удаленного
каскадного построения сети AIU:
Обеспечивает интерфейсы ATM STM-1 и IMA и APON для
реализации функции удаленного каскадного построения.
8. Модуль
мультиплексирования/демультиплексирования:
Выполняет функцию
мультиплексирования/демультиплексирования потока услуг в системе,
мультиплексирует поток данных из низкоскоростных сервисных плат в поток данных
с более высокой скоростью и передает их в интерфейс высокоскоростной магистрали.
Кроме того, модуль производит поиск адресов потока данных из интерфейса
высокоскоростной магистрали и демультиплексирует их в различные низкоскоростные
модули услуг.
9. Модуль управления
системой:
Выполняет функции технического обслуживания, управления,
настройки конфигурации системы и т.д. Собирает информацию от других модулей,
передает команды управления, настраивает конфигурацию данных и т.д. Кроме того,
обеспечивает интерфейсы технического обслуживания, интерфейсы NMS и интерфейсы
устранения неполадок.
7.5.1. Структура
оборудования
MA5100 использует стандартный 19-и дюймовый статив и
интегрированные полки.
Предусмотрено два типа статива MA5100:
-
металлический
статив высотой
-
металлический
статив высотой
Вся полка MA5100 имеет высоту 13U (вместе
с вентиляционной полкой), средняя часть – полка для плат имеет высоту 9U. В верхней части кабинета предусмотрена отдельная
полка вентиляции для рассеивания выделяемой теплоты, которое происходит путем
выдувания воздуха между платами. Полка для плат содержит 16 слотов (пронумерованных от 0 до 15),
расстояние между слотами -
|
|
|
|
|
|
ветиляционная полка |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Плата услуг |
Плата услуг |
Плата услуг |
Плата услуг |
Плата услуг |
Плата услуг |
Плата услуг |
M M X |
M M X |
Плата услуг |
Плата услуг |
Плата услуг |
Плата услуг |
Плата услуг |
Плата услуг |
Плата услуг |
|
|
|
|
|
|
ветиляционная полка |
|
|
|
|
|
|
|
|||
Рис.7.7. Схема
расположения плат в съемной полке (вид спереди)
Таблица.7.2. Размеров полок и плат
|
Размеры статива |
600 x 600 x |
|
Размеры статива |
600 x 600 x |
|
Размеры полки |
482,6 x 420 x |
|
Размеры платы |
366,7 x 340 x |
В съемную полку можно вставлять различные платы, как
показано в Таблице.7.3.
Таблица.7.3. Таблица конфигурации плат
|
Номер слота |
7-8: слоты для активной и
резервной плат главного управления системой (MMX) 0-6, 9-15: Слоты для сервисных плат |
|
Конфигурация интерфейса |
Плата MMX: обеспечивает 1 или 2 интерфейса ATM
STM-1/OC-3c Плата ADLD: обеспечивает интерфейс 32 x ADSL Плата CESC: обеспечивает интерфейс 16 x E1/T1 CES Плата CESE: обеспечивает интерфейс 8 x E1/T1 CES Плата CESD: обеспечивает интерфейс 8 x V.35 Плата FR CA: обеспечивает интерфейс 8 x E1/T1 frame relay Плата FR CB: обеспечивает интерфейс 8 x V.35 frame relay Плата LANC: обеспечивает интерфейс 8 x 10/100Base_T
Ethernet Плата AIU: обеспечивает интерфейс ATM STM-1 и IMA |
Лабораторная работа № 8.
Изучение
оборудования IP-телефонии фирмы Huawei
(продолжение).
СОДЕРЖАНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ
Ознакомление с принципами построения сети NGN на базе оборудования фирмы Huawei.
ЗАДАНИЕ К ЛАБОРАТОРНОЙ
РАБОТЕ
1. При подготовке к практическому занятию изучить вопросы:
- Функциональная модель сетей NGN фирмы HUAWEI
- Виды оборудования на уровне управления услугами
- Softswitch
2. На схеме сети определить местоположение Softswitch и серверов услуг. Обосновать выбор оборудования. Рассмотреть возможность стыковки с ТфОП
(см.рис.7.1, рис.7.2). Построить обмен сигнальными сообщениями абонента NGN и
абонента ТфОП по протоколу MGCP/MEGACO
ТЕХНИЧЕСКОЕ
ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ
Для выполнения лабораторной работы имеются:
-
Слайды
презентации
-
Техническая
документация
ПОРЯДОК
ВЫПОЛНЕНИЯ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ
При выполнении задания рекомендуется соблюдать следующую
последовательность:
1.
Изучить
методические указания к данному
практическому занятию.
2.
Получить у
преподавателя задание
3.
Выполнить
практическую часть
4.
Ответить на
контрольные вопросы.
СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА
1.
назначение серверов услуг
2.
Структурная схема Softswitch.
КОНТРОЛЬНЫЕ
ВОПРОСЫ
1.
Какие уровни
входят в состав мультисервисной сети?
2.
Какое оборудование
может быть использовано на уровне пограничного доступа?
3.
Для чего
используется Softswitch?
4.
Каково назначение
сервера RADIUS?
5.
Каково назначение сервера Expert?
6.
В чём различие TMG и UMG?
9.
Что такое ААА?
10. Какова область применения DSLAM?
ЛИТЕРАТУРА
1.
Кучерявый А.Е.,
Гильченок Л.З., Иванов А.Ю. Пакетная сеть связи общего пользования. СПб:. Наука и техника, 2004.
2.
Семенов А.В. Сети
нового поколения. СПб: Наука и техника, 2005.
3.
Материалы курса
«Сети связи следующего поколения» сайта Интернет-Университета Информационных
Технологий http://www.INTUIT.ru
4. А.В. Росляков, М.Ю. Самсонов,
И.В. Шибаева. IP-телефония. ИТЦ Эко-Трендз. 2002.
5.
описание
продукции с сайта http://www.huawei.com
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ПРАКТИЧЕСКОМУ ЗАНЯТИЮ
8.1.
Структура мультипротокольной сети.
Рассмотрим реализацию мультипротокольной сети на базе решения U-SYS NGN компании Huawei Technologies. Сеть NGN является
ориентированной на услуги сетью, в которой обеспечивается разделение функций
предоставления услуг от функций управления вызовом, а также от функций
переноса. Сеть NGN имеет открытую и интегрированную архитектуру. Благодаря
присущей сети NGN широкой возможности обеспечения услугами связи осуществляется
предоставление таких услуг как речевая связь, передача данных и услуги
мультимедиа или интегральные услуги. В соответствии с концепцией U-SYS в сети
NGN используется четыре уровня, а именно уровни доступа, коммутации, управления
сетью и управления услугами. Структура мультипротокольной сети представлена на рис.8.1.
Рис.8.1.
Структура мультипротокольной сети.
При подготовке исходных данных проектного этапа создания
мультисервисных сетей следует принять во внимание структурное соответствие сетевых ресурсов концепции взаимодействия
открытых систем [2] и концепции Интеллектуальной сети [3], что находит для
перспективных мультисервисных сетей четко выраженных уровней:
- транспортная сеть (уровень
коммутации и уровень сетевого управления);
- разнородные вторичные сети, например, мобильные или фиксированные
телефонные сети, сети передачи данных и другие (уровень доступа);
- интеллектуальная платформа, способная поддерживать широкий спектр
услуг ИС на совокупности разнородных вторичных сетей и платформа
эксплуатационного управления ресурсами мультисервисной сети (уровень управления
услугами);
Наиболее оптимальное и эффективное решение создания интеллектуальной
мультипротокольной сети достигается конвергенцией стационарных интеллектуальных
сетей и сетей сотовой подвижной связи (ССПС), при этом темпы конвергенции
определяются технологическими факторами.
В условиях существования сетей с коммутацией каналов (СКК) и
коммутацией пакетов (СКП) и их совместного использования в рамках единой
конвергентной сети возникает задача организации мультисервисных сетевых узлов,
обязательным компонентом которых являются программные коммутаторы (Softswitch),
обеспечивающие согласование протоколов и прозрачную сквозную передачу
сигнальных сообщений через СКК и СКП.
В рамках местных и глобальных телекоммуникационных сетей существование
конвергентных сетей возможно на условиях построения наложенной сети программных
коммутаторов. Для синхронизации работы контроллеров транспортных шлюзов
различных программных коммутаторов в наложенной сети наиболее перспективным
считается использование протокола SIP-T[4], обеспечивающего
прозрачный перенос через IP-сеть сигнальных сообщений ISUP.
Наложенная сеть программных коммутаторов может быть построена по иерархическому принципу. На первом (нижнем) уровне размещается оборудование транспортных шлюзов (Media Gateway MG); контроллера MG (Media Gateway Controller MGC), осуществляющего управление MG по протоколу MEGACO/H.248; сигнального шлюза (Signalling Gateway SG), конвертирующего сообщения уровней МТР2, МТРЗ ОКС-7 соответственно в сообщения M2UA, M3UA протокола SIGTRAN; SIP-серверов, обеспечивающих регистрацию мобильных SIP-пользователей и маршрутизацию (совместно с маршрутизаторами) вызовов в IP-сети. Сеть NGN может взаимодействовать с сетью PSTN, наземной мобильной сетью общего пользования PLMN, с мобильной сетью 3-го поколения 3G, интеллектуальной сетью IN, сетью Internet и другими сетями посредством межсетевых медиашлюзов, медиашлюза соединительных линий и медиашлюзов сигнализации. Такое взаимодействие позволяет сети NGN эффективно предоставлять все услуги от исходящих сетей.
На втором уровне иерархии используется
оборудование наложенной сети, маршрутизаторы, обеспечивающее выполнение функций
управления узлами и коммуникациями первого уровня, сбор статистики об
обслуживаемых вызовах, определение адреса вызываемых абонентов и другие
служебные задачи. Количество зон первого уровня, обслуживаемых данным
оборудованием, зависит от имеющихся ресурсов второго уровня, интенсивности
графика, передаваемого через IP-сеть, параметры которых
должны определяться на стадии проектирования. Опорная сеть с коммутацией пакетов позволяет ускорить интеграцию
телефонной сети, сети передачи данных, беспроводной сети и сети кабельного
телевидения (КТВ). Кроме того, высокоскоростная опорная сеть осуществляет
поддержку множества разнообразных услуг, включая услуги речевой связи, услуги
передачи данных и видеоинформации.
Третий уровень представлен оборудованием, централизованном в рамках
всей сети данного регионального оператора, в зоне покрытия которого следует
развернуть расчетные центры, тарифицирующие вызовы в соответствии с единой
тарифной политикой.
На четвертом уровне размещаются LDAP-серверы с мощными
ресурсными возможностями, которые собирают по протоколу LDAP
информацию от различных региональных операторов. Здесь же целесообразно
устанавливать оборудование провайдеров, взаимодействующих с провайдерами 3-го
уровня по стандартному протоколу OSF и согласующих тарифы
обслуживания вызовов, проходящих через сети разных операторов.
Представленная концепция построения наложенной сети сигнальных
коммутаторов универсальна, строится на открытых международных стандартах и
рекомендациях, может дополняться и расширяться по мере появления новых
инфокоммуникационных технологий при сохранении представленной методологии
построения мультипротокольной сети.
Протокольная организация сети NGN представлена на рис.8.2.
Рис.8.2. Протокольная организация сети NGN
Наиболее перспективными направлениями миграции от TDM-сетей
к пакетным мулътисервисным сетям являются:
1. Технология ATM, что объясняется
реализацией в оборудовании ATM интерфейсов поддержки услуг
передачи данных канального уровня с различными не-ATM протоколами (Х.25, Frame Relay, Ethernet и т. п.) и интерфейсов
поддержки услуг сетевого уровня на базе IP-протокола (MPGA, MPLS), а
также услуг телефонии с гарантированными параметрами качества обслуживания.
2. Технология «all-IP» («все через IP») благодаря
быстрому и эффективному развитию IP приложений, направленных на
поддержку требований по безопасности, приоритетности трафика, преобразования
трафика, организации виртуальных сетей, сквозному контролю качества и
мониторинга.
В условиях значительного роста IP сетей операторы
телекоммуникаций должны иметь технические возможности объединения инфраструктур
IP и/или мультисервисного ATM ресурсов для сквозного предоставления
основных и дополнительных услуг, одновременно мигрируя в направлении
магистральной инфраструктуры следующего поколения, основанного на MPLS.
Протокол «Multiprotocol label switching»
MPLS [5] рассматривается как основная технология реализации в
телекоммуникационных сетевых структурах. Мультисервисные коммутаторы и
маршрутизаторы должны иметь технические решения экономичного объединения на
всех уровнях сети и обеспечивать миграцию к сетевой инфраструктуре следующего
поколения, требующей поддержки функциональности MPLS и IP-интерфейсов, таких как РОS (Packet over SONET). При этом сигнализация
ОКС7 будет передаваться прозрачно, используя встроенные механизмы сигнальных
шлюзов SG - шлюзов стыка телефонных сетей и IP-сетей, обеспечивающий
взаимодействие одновременно аналоговых, ISDN и IP подсистем.
На уровне управления услугами в основном осуществляется
предоставление дополнительных услуг, а также поддержка функционирования при
установленных соединениях:
·
Интегральная
Система Поддержки Эксплуатации iOSS,
состоящая из двух систем: системы управления сетью (NMS) для централизованного
управления сетевыми элементами МПС и интегрированной системы тарификации услуг.
·
Policy Сервер – Сервер управления –
предоставлением абоненту средств связи, используется для управления
предоставленными пользователю средствами связи, такими как список контроля
доступа (ACL), полоса пропускания, трафик, качество обслуживания и т.д.
·
Сервер приложений
– Application Server – используется
для создания и управления логикой различных услуг с добавленной стоимостью и
услуг интеллектуальной сети, а также для предоставления инновационной платформы
по разработке услуг и предоставления услуг сторонних провайдеров с помощью
открытых интерфейсов программируемых приложений (API). Поскольку сервер
приложений является физически выделенным устройством, он независим от
оборудования SoftSwitch, находящегося на уровне сетевого управления. Это
обеспечивает разделение функции предоставления услуг от функции управления
вызовом и содействует вводу новых услуг.
·
Сервер
местоположения – Location Server –
используется для динамического распределения маршрутов между оборудованием
гибких коммутаторов SoftSwitch в сети NGN, определяет возможность установления
соединений с пунктом назначения, обеспечивает лучшую эффективность
использования таблицы направлений обмена за счет ее упрощения и повышения
возможностей ее использования, и уменьшает усложненность маршрутов.
·
Сервер RADIUS (Remote
Authentication Dial-In User Service) – Сервер службы аутентификации удаленных
вызывающих пользователей – используется
для централизованной аутентификации пользователей, шифровки пароля, выбора
услуг и фильтрации, а также централизованной тарификации услуг.
·
Сервер
медиаресурсов – MRS Server – используется
для реализации функций обработки среды передачи при организации основных и
усовершенствованных услуг. К данным функциям относятся следующие: обеспечение
тональных сигналов услуг, услуг конференц-связи, интерактивный голосовой ответ
IVR (Interactive Voice Response), услуга записанных сообщений и речевого меню.
·
Узел управления
услугами – SCP – является
основным узлом интеллектуальной сети (IN) и используется для хранения
абонентских данных и логики услуг. В соответствии с поступающими вызовами, о
которых сообщается узлом коммутации услуг (SSP), узел управления услугами SCP
задействует соответствующую логику услуги, осуществляет поиск базы данных
услуги и базы данных пользователя на основе задействованной логики услуги, и
затем осуществляет посылку надлежащих команд управления вызовом в
соответствующий узел коммутации услуг SSP для указания выполнения узлом SSP
последующих действий, таким образом, осуществляя установление различных
интеллектуальных вызовов. Это основная функция узла управления услугой SCCP.
В сети NGN весь интеллект сосредоточен на периферии, и
основным требованием к сети остается обеспечение достаточной пропускной
способности или широкополосность транспорта. Сеть NGN характеризуется открытой и распределенной архитектурой, в
которой услуги отделены от функций управления вызовом, а функция управления
вызовом отделена от функции переноса. Таким образом, архитектура сети
обусловливает не зависимость услуг от сети. Благодаря открытым протоколам и
интерфейсам осуществляется оперативное и гибкое предоставление множества услуг,
а абонентам предоставляется возможность по своему желанию оптимизировать
услугу, независимо от сетевой структуры и типа терминала услуг переноса.
Сеть NGN представляется закономерным продуктом различных
уровней конвергенции услуг и технологий.
8.2. Программные коммутаторы SoftSwitch.
Программный коммутатор SoftSwitch является основным компонентом сети NGN, осуществляющий в основном
управление вызовами, управление доступом к медиашлюзам, распределение ресурсов,
обработку протоколов, маршрутизацию, аутентификацию и учет стоимости услуг, а
также предоставление абонентам основных речевых услуг связи, мобильные услуги,
услуги мультимедиа, а также интерфейсы программирования приложений API.
На уровне управления сетью (на уровне SoftSwitch)
используется платформа открытого и независимого сетевого управления для
отделения функции управления вызовом от медиашлюзов. На уровне сетевого
управления программно осуществляются основные функции управления вызовом, таким
образом, позволяя пользователям оптимизировать услуги переноса и протоколы управления
под собственные нужды, а также предоставление API-интерфейсов для содействия
сторонним провайдерам в быстром, гибком и эффективном предоставлении услуг.
Программный коммутатор SoftSwitch используется на уровне
управления сети NGN и осуществляет управление вызовами и соединениями для
сеансов речевой связи, передачи данных и услуг мультимедиа через IP-сеть,
предоставляя разнообразные услуги и большие возможности сетевого
взаимодействия. В процессе развития и интеграции традиционных сетей с сетями
NGN оборудование SoftSwitch характеризуется следующими целями:
1)
Оборудование
полностью совместимо со всеми возможностями услуг телефонной сети общего
пользования и поддерживает разнообразные протоколы, включая протокол управления
медиашлюзом MGСP, протокол Н.248, протокол инициации сеанса связи (SIP) и
протокол Н.323. Традиционные телефонные терминалы PSTN, пакетные терминалы с
поддержкой MGСP, Н.248, SIP и/или H.323 могут подключаться к SoftSwitch,
обеспечивающему разнообразные услуги речевой связи, передачи данных и
мультимедиа. Т.о., оборудование SoftSwitch может использоваться в качество
оконечной станции услуг мультимедиа.
2)
Оборудование SoftSwitch
поддерживает традиционную сигнализацию телефонной сети общего пользования: общеканальную
сигнализацию ОКС7 (SS7), систему сигнализации R2, систему цифровой абонентской
сигнализации No.1 (DSS1) и протокол V5. Благодаря координации со шлюзами SG,
TMG, UMG и другими шлюзами, SoftSwitch обеспечивает различные способы доступа и
различные технологии транспорта, существующих сетей. Оборудование SoftSwitch
может работать в качестве оконечной станции речевой связи, транзитной станции
или междугородной станции.
3)
Оборудование SoftSwitch
поддерживает функции черных/белых списков, аутентификацию вызовов, перехвата
вызовов и ряд других функций и может использоваться в качестве шлюзовой
станции.
4)
Оборудование SoftSwitch
поддерживает подсистему передачи сообщений MTP и подсистему передачи 3 сообщений
уровня адаптации пользователя M3UA, что позволяет использовать SoftSwitch в
качестве интегрированного шлюза сигнализации.
5)
Оборудование SoftSwitch
поддерживает протокол прикладной подсистемы интеллектуальной сети INAP и INAP+
для использования в качестве SSP и IP-SSP в интеллектуальных сетях IN.
6)
Оборудование SoftSwitch
поддерживает протокол Н.323 и может функционировать в качестве «привратника»
(GK) в традиционной сети передачи речи по IP-сети (VoIP).
Программный коммутатор SoftSwitch обладает различными
возможностями предоставления услуг PSTN и интеллектуальной сети, но также
предоставляет дополнительные услуги на основе архитектуры сети NGN.
Оборудование SoftSwitch также отличается следующими возможностями
предоставления услуг:
1)
Наследование всех
речевых услуг коммутационной системы C&C08 компании Huawei, что позволяет SoftSwitch
предоставлять основные и дополнительные речевые услуги.
2)
Оптимизированное
решение IP-Centrex и поддержка пользователей IP-Centrex, IP-консоли, а также
поддержка услуги «глобальный Centrex» (WAC).
3)
Поддержка
протокола Т.38 и качественных факсимильных IP-услуг.
4)
Поддержка
протокола обмена мультимедийными данными, включая протоколы SIP и H.323 для
видеотелефонной связи, услуг совместного пользования приложениями, услуг
«электронной доски» и видеоконференц-связи.
5)
Поддержка
протоколов INAP и INAP+. Вместе с интеллектуальной платформой узла управления
услугами (SCP) оборудование SoftSwitch полностью поддерживает все традиционные
услуги интеллектуальной сети (IN), такие как бесплатный вызов (FPH), вызов по
предоплаченной карте (ACC), виртуальная частная сеть (VPN) и услуга
универсальной персональной связи (UPT).
6)
Поддержка
протокола SIP. Вместе с сервером приложений SIP и сервером приложений третьего
пользователя или сервером приложений виртуальной передачи оборудование SoftSwitch
предоставляет абонентам разнообразные дополнительные услуги, такие как услуги
трехсторонней связи или услуги по желанию абонента, например, набор номера
нажатием мыши (CTD) или передача факса нажатием мыши (СTF), услуг Presence и IP 800.
7)
Поддержка функции
«персональный номер Интернет» IPN (Internet Personal Number).
SoftSwitch обеспечивает интерфейсы открытых и стандартных
протоколов. Оборудование SoftSwitch не только поддерживает множество протоколов
сигнализации, включая MGCP, H.248, SIP, SIGTRAN, но и поддерживает ряд традиционных
систем сигнализации, таких как SS7, R2, DSS1 и V5. В оборудовании SoftSwitch
предусмотрены:
·
Поддержка протоколов
MGCP/H.248 в качестве протоколов управления медиашлюзами для подключения к
шлюзам AMG, TMG и UMG и доступ к MGCP-терминалам и терминалам H.248.
·
Поддержка SIP при
взаимодействии с другими гибкими коммутаторами и SIP-серверами приложений и
прямой доступ для терминалов передачи пакетов SIP.
·
Поддержка
протокола H.323 для соединения с традиционными медиашлюзами VoIP и блоками
управления многоточечными соединениями MCU видеоконференцсвязи, прямой доступ
для терминалов H.323.
·
Поддержка
протокола V5.2 и сигнализации DSS1 и R2. Через UMG обеспечивается доступ к
УПАТС, NAS, устройствам сетей доступа и контроллерам базовых станций.
·
Поддержка
подсистемы передачи сообщений (MTP) и подсистемы пользователя ISDN (ISUP),
возможно присоединение к пунктам сигнализации (SP) и пунктам передачи
сигнализации (STP) сети SS7, и обеспечивает линии ISUP для подключения станций
PSTN.
·
Поддержка
подсистемы управления соединениями сигнализации ОКС7 SCCP, прикладной
подсистемы возможностей транзакции TCAP, INAP и INAP+, обеспечивает функцию
коммутации услуг SSF и функцию IPSSF коммутации услуг на базе протокола IP и
может использоваться в качестве узла коммутации услуг SSP или узла коммутации
услуг.
·
Поддержка
протоколов M3UA и MTP и может функционировать как узел сигнализации (при
соединении со шлюзом сигнализации) или как интегрированный медиашлюз
сигнализации.
·
Поддержка
подсистемы передачи сообщений 2 уровня МТР2 – Уровень адаптации пользователя M2UA
и возможно непосредственное присоединение с TMG со встроенными функциями шлюза
сигнализации.
·
Поддержка
ENUM преобразования телефонных номеров
Е.164 в URL, в соответствии с Рекомендацией Е.164 и информационного протокола
TRIP информации телефонного направления маршрута, в целях маршрутизации в сети,
возможно соединение с серверами ENUM и серверами местонахождения, имеет
возможность иерархического построения сети.
·
Поддержка
протокола трансляции сетевых адресов NAT, включая протоколы Middlebox
Communications MIDCOM и протокол STUN
обхода UDP через трансляторы сетевых адресов для обеспечения возможности соединения
корпоративных сетей через NAT-устройства типа сетевых экранов и получения доступа к сети NGN.
·
Поддержка
протокола управления сетью SNMP и интерфейсов командной строки для доступа к центру управления сетью.
·
Поддержка
протокола файлов FTP и протокола
управления и доступа передачи файла FTAM (File Transfer Access and Management)
для доступа к биллинг-центру.
·
Поддержка протокола
RADIUS для обеспечения взаимодействия с сервером RADIUS для предоставления
услуги карты предоплаты.
В решении компании Huawei SoftSwitch
использованы технологии программно-аппаратных средств c модульной архитектурой, высокой производительности и
высокой емкости уровня оборудования операторского
класса.
8.3. Гибкий коммутатор - SOFTX3000
8.3.2. Положение SoftX3000 в сети
SoftX3000
является гибким коммутатором (SoftSwitch) с большой емкостью,
производительностью и высокими характеристиками, используется на уровне
управления сети NGN и осуществляет управление вызовами и соединениями для
сеансов речевой связи, передачи данных и услуг мультимедиа через IP-сеть.
Оборудование SoftX3000 отличается возможностями предоставления разнообразных
услуг и большими возможностями сетевого взаимодействия. В процессе развития и
интеграции традиционных сетей с сетями NGN оборудование SoftX3000 может для
различных целей:
Оборудование полностью
совместимо со всеми возможностями услуг сети ТфОП и поддерживает разнообразные
протоколы, включая протокол управления медиашлюзом (MGСP), протокол Н.248,
протокол инициации сеанса связи (SIP) и протокол Н.323. Традиционные телефонные
терминалы ТфОП, пакетные терминалы с поддержкой MGСP, Н.248, SIP и/или H.323
могут подключаться к SoftX3000, который может обеспечить разнообразные услуги,
включая речевую связь, передачу данных и услуги мультимедиа. Следовательно,
оборудование SoftX3000 может использоваться в качество оконечной станции услуг
мультимедиа.
Оборудование SoftX3000
поддерживает традиционную сигнализацию сети ТфОП, например систему
общеканальной сигнализации ОКС7 (СSS7), систему сигнализации R2, систему
цифровой абонентской сигнализации No.1 (DSS1) и протокол V5. Благодаря
координации со шлюзами SG, TMG, UMG и другими шлюзами, SoftX3000 обеспечивает
оборудованию различные способы доступа и различные технологии транспорта,
которыми обладают существующие на сети ТфОП станции. Оборудование SoftX3000
может работать в качестве оконечной станции речевой связи, транзитной станции или
междугородной станции.
1.
Оборудование
SoftX3000 поддерживает функции черных/белых списков, аутентификацию вызовов,
перехвата вызовов и ряд других функций. Оборудование SoftX3000 может
использоваться в качестве шлюзовой станции.
2.
Оборудование
SoftX3000 поддерживает подсистему передачи сообщений (MTP) и подсистему
передачи сообщений 3 – уровень адаптации пользователя (M3UA), что позволяет
использовать оборудование SoftX3000 в качестве интегрированного шлюза
сигнализации.
3.
Оборудование
SoftX3000 поддерживает протокол прикладной подсистемы интеллектуальной сети
INAP и INAP+, что позволяет его использовать в качестве SSP и IP-SSP в сети IN.
4.
Оборудование
SoftX3000 поддерживает протокол Н.323 и может функционировать в качестве
«привратника» (GK) в традиционной сети передачи речи по IP-сети (VoIP).
8.3.3. Структура оборудования. Общее описание платформы CN16IP.
Платформа CN16IP является аппаратной платформой
SoftX3000. В платформе CN16IP имеется шина совместных ресурсов и шина Ethernet,
что обеспечивает универсальность и высокую надежность системы SoftX3000.
удовлетворяет требованию обмена и передачи пакетов данных переменной длины в
оборудовании SoftSwitch.
Платформа CN16IP размещена в стандартной 19-дюймовой
полке. Размещение передних и задних плат показано на рис.8.3.
Рис.8.3. Структура полки CN16IP.
На передней стороне панели CN16IP устанавливаются
платы услуг, платы управления системой и платы аварийной сигнализации; на
задней стороне устанавливаются платы интерфейсов и платы обмена с сетью
Ethernet. Платы электропитания могут устанавливаться как спереди так и сзади.
Такое конструктивное решение разделяет функции передних и задних плат, упрощает
конфигурацию и унифицирует функции плат. Следовательно, можно упростить
компоновку оборудования и повысить надежность системы. Кроме того, такой способ
размещения плат также повышает универсальность плат и повышает гибкость
конфигурации системы.
В SoftX3000 все полки являются универсальными. Каждая
полка имеет 21 стандартный слот для плат. Платы системного администрирования,
обмена с сетью Ethernet, аварийной сигнализации и электропитания (занимающие
каждая по ширине 2 стандартных слота) должны быть установлены в определенных
слотах полки, занимая 9 стандартных слотов. Остальные 12 слотов предназначены
для плат услуг и плат интерфейсов.
8.3.4. Физическая структура системы SoftX3000.
SoftX3000 физически состоит из полок CN16IP, базового
административного модуля (BAM) и медиашлюза биллинга (iGWB) Полка CN16IP
является основой SoftX3000, и выполняет функции обработки услуг и распределения
ресурсов. Модуль BAM и iGWB являются управляющей основой SoftX3000, обеспечивая
функции технического обслуживания и эксплуатации, а также управления биллингом.
Физическая структура системы SoftX3000 приведена в
Приложении 1.
Организация обмена между панелями системы
- Связь между полками организуется по внутренней сети
Ethernet. Каждая полка подключена к рабочему и резервному коммутаторам
локальной сети через находящиеся в рабочем и резервном состоянии кабели сети.
- Связь между полками и модулями BAM и iGWB организуется
по внутренней сети Ethernet. ВАМ и iGWB подключены к рабочим и резервным
коммутаторам локальной сети по рабочим и резервным кабелям.
- Модули ВАМ и iGWB подключены к концентратору HUB
соответственно через сетевой кабель. Обмен между рабочими станциями и блоками
ВАМ и iGWB осуществляется на базе протокола передачи TCP/IP в режиме
«клиент/сервер».
Ёмкость системы зависит от количества задействованных
полок CN16IP, количество которых может быть от 1 до 18. Одна полка обслуживает
10 тыс. соединительных линий TDM, что эквивалентно 60,000 абонентам; при
стандартной конфигурации с физически разделенным сервером медиаресурсов MRS
(media resource server), задействуется 360 тыс.
магистральных линий, что эквивалентно обслуживанию 2 млн. абонентов.
8.3.5.
Логическая структура SoftX3000.
С функциональной точки зрения, структура аппаратного
обеспечения SoftX3000 логически состоит из пяти модулей, а именно: модуля
линейного интерфейса, модуля поддержки системы, модуля обработки сигналов сигнализации,
модуля обработки услуг и базового модуля администрирования менее приоритетных
задач, что показано на рис.8.4. Модули имеют следующее назначение.
Line interface unit - модуль линейных интерфейсов обеспечивает
разнообразные физические интерфейсы в соответствии с требованиями сетевого
взаимодействия, а именно: высокоскоростной интерфейс Ethernet (FE), интерфейс
интегрированной системы тактовой синхронизации (BITS).
System support module - Модуль
поддержки системы выполняет функции загрузки программного обеспечения, загрузки
данных, управления оборудованием, технического обслуживания оборудованием,
обеспечения связи между платами и организации обмена между полками.
Signaling processing module - Модуль обработки сигнализации обеспечивает
функции обработки более низкого уровня, относящиеся к сигнализации или
протоколам, а именно: обработка протоколов MTP, SIGTRAN, TCP/UDP, H.248/MGCP.
Service Processing Module - Модуль обработки услуг следующие функции:
- Реализация обработки протоколов уровня 3 и протоколов
более высокого уровня в соответствии с особенностями услуг, включая следующие
протоколы: MTP3, MTP3B, M3UA, ISUP, SCCP и TCAP.
- Обеспечение функции управления вызовом на уровне
приложений и выполняет логику услуг.
- Обеспечение функции центральной базы данных. На основе
данных централизованного ресурса, включая ресурсы межстанционных соединительных
линий, контекстовые таблицы и таблицы
динамических данных завершения соединения, а также таблиц описания ресурсов MGW
обеспечивается услуга запроса ресурсов вызова при обработке услуг.
Background Administration - Базовый административный
модуль состоит из блоков ВАМ, iGWB и рабочих станций. Он обеспечивает такие
интерфейсы как интерфейс технического обслуживания и управления: интерфейс
человеко-машинного общения, интерфейс управления сетью и интерфейс биллинга. В
основном его функции сводятся к выполнению задач эксплуатационно-технического
обслуживания, а также обслуживанию биллинга.
