Основы построения систем и сетей передачи информации 4

Глава 7. ЦИФРОВЫЕ СЕТИ ИНТЕГРАЛЬНОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ

7.1. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ЦИФРОВЫХ СЕТЕЙ ИНТЕГРАЛЬНОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ

В рекомендациях МСЭ-Т определено, что под цифровой сетью интегрального обслуживания понимается такая сеть, в которой одни и те же устройства цифровой коммутации и цифровые тракты используются для установления соединений более одного вида связи, например телефонии, передачи данных и др.

Цифровые сети интегрального обслуживания делятся на два вида: — узкополосные цифровые сети интегрального обслуживания (У-ЦСИО); — широкополосные цифровые сети интегрального обслуживания (Ш-ЦСИО).

К У-ЦСИО относятся сети, в которых скорость передачи не превышает 2048 Кбит/с (приблизительно 2 Мбит/с), а к Ш-ЦСИО — сети со скоростью передачи свыше 2048 Кбит/с.

У-ЦСИО (первые ее разработки начались в 1976 г.) предназначена для передачи речевой и неречевой информации (речь, низкоскоростная передача данных и черно-белых изображений) в единой сети с высоким качеством. Основой У-ЦСИО является телефонная сеть на базе цифровых телефонных каналов со скоростью 64 Кбит/с.

Ш-ЦСИО предназначена для высокоскоростной передачи информации, например сигналов цветного ТВ (4 — 6 Мбит/с), ТВ высокой четкости (16 — 24 Мбит/с), полутонового факсимиле (9 — 16 Мбит/с), цветного факсимиле (30 — 60 Мбит/с), машинной графики с высокой разрешающей способностью (20 — 100 Мбит/с), пересылки файлов (до сотен Мбит/с). Такая сеть базируется на магистральных волоконной оптических линиях связи.

Цифровые сети интегрального обслуживания строятся на основе следующих принципов:

1. Все виды сообщений передаются в цифровой форме, начиная от оконечного абонентского устройства (абонентского терминала) пользователя.

2. Соединения абонентов проходят по непрерывному (сквозному) цифровому каналу, т. е. используется техника коммутации каналов (КК), однако возможна передача данных с использованием коммутации пакетов (КП).

3. Пользователи имеют доступ к сетевым службам через ограниченный набор стандартных многофункциональных интерфейсов или стыков(«пользователь - сеть»).

4. Подключение абонентских установок пользователей к узлам коммутации ISDN (рис. 7.2) осуществляется по основному (базовому) абонентскому доступу (интерфейсу), который обеспечивает образование двух информационных каналов (В-каналов) по 64 кбит/с и одного канала для абонентской сигнализации (О- канал) 16 кбит/с. Канальную структуру основного абонентского доступа принято обозначать по числу используемых каналов: «2B+D».

5. Для подключения учрежденческих станций ISDN определен так называемый первичный доступ, который предусматривает образование 30 информационных В-каналов и одного D-канала (канал сигнализации) со скоростью 64 кбит/с (ЗОВ+0).

6. Каждая абонентская установка пользователя имеет только один номер для вызова (абонентский номер) независимо от количества и вида передаваемых сообщений (речь, текст, данные, изображения) и количества применяемых в абонентской установке абонентских терминалов.

7. Абоненты существующих сетей (аналоговой телефонной сети) могут соединяться с абонентами ISDN через устройство сопряжения сетей (шлюз).

8. Терминалы одной абонентской установки пользователя могут быть включены в конфигурации типов «шина», «звезда» и «точка к точке».

9. Возможно установление соединения не только между установками пользователя, но и между оконечными устройствами одной установки пользователя.

10. Пользователям обеспечивается доступ к широкому диапазону служб, включая как речевые, так и неречевые.

С учетом указанных принципов ЦСИО можно определить как сеть, являющуюся результатом развития цифровой телефонной сети, и которая обеспечивает цифровые соединения между оконечными устройствами для возможности предоставления широкого спектра услуг.

Общая структура сети ЦСИО представлена на рис. 7.1. Как видно из этого рисунка, в структуре ЦСИО в явном виде отражены первые семь принципов ее построения.

Согласно рекомендации МСЭ-Т подключение абонентских устройств (Terminal Equipment — TE) может быть выполнено в нескольких вариантах (рис. 7.2). Реализация конфигураций «короткая пассивная

шина», «точка к точке» и «протяженная пассивная шина» для основного абонентского окончания не требует реализации функций сетевого окончания NT-2. Основной задачей блока сетевого окончания NT-2 является обеспечение совместного использования одного сетевого окончания несколькими оконечными устройствами. При реализации указанных конфигураций каждое абонентское устройство (ТЕ) подключается к соединительной линии. Для этой линии обычно используются две двухпроводные цепи, которые кроме обеспечения передачи информации (одна двухпроводная цепь на произвольное направление передачи) могут служить для подачи питания в оконечные устройства через сетевое окончание ИТ.

К соединительной линии не предъявляется никаких особых требований. Обычно она представляет собой две неэкранированные симметричные двухпроводные цепи, например такие, которые в течение долгого времени применялись в обычной телефонной сети. Таким образом, при переходе от аналоговых абонентских окончаний к ISDN можно, как правило, использовать существующие абонентские и соединительные линии. Обе двухпроводные цепи размещаются в одном кабеле с другими двухпроводными цепями. Вместе с тем необходимо отметить, что для установки абонентских устройств в Ш-ЦСИО необходимо осуществлять прокладку либо волоконное- оптического кабеля, либо медной витой пары. Это связано с повышением требований к абонентским линиям при увеличении скорости передачи.

Протяженность линий для всех конфигураций ограничена временем распространения сигнала и затуханием, которые зависят от типа соединительной линии. Для примера на рис. 7.2 приведены возможные значения протяженности типовых абонентских (соединительных) линий.

Преимуществами ЦСИО являются:

— универсальность использования цифровых абонентских линий (ЦАЛ), т. е. возможность осуществлять по одним и тем же линиям как телефонные переговоры так и передачу данных;

— сопряжение служб, возможность организации соединения телетекста, телекса или телефакса с соответствующим устройством (благодаря передаче по каналу сигнализации не только адреса порта, но и дополнительной адресной информации, идентификатора оконечной точки, для соединения с одним из устройств, подключенных к указанному порту);

— сокращение времени установления соединения за счет использования общего канала сигнализации и передачи по нему сигналов взаимодействия и управления (занятие линии, набор номера, ответ, разъединение и т. д.) в пакетном виде;

— предоставление дополнительных услуг, таких как идентификация вызывающего абонента по номеру или имени, переадресация и передача вызовов, уведомление о поступлении нового вызова во время разговора, блокировка входящих вызовов, подключение к разговору и др. Услуги связи в сети предоставляются пользователю только с по- мощью определенных служб электросвязи. Служба электросвязи- это организационно-техническая структура на базе сети (или совокупности сетей) связи, обеспечивающая обслуживание пользователей с целью удовлетворения их потребностей в определенном наборе услуг электросвязи.

Согласно рекомендациям МСЭ-Т в/$0Й различают два вида служб электросвязи:

— службы передачи (или службы переноса);

— телеслужбы (или службы предоставления связи).

Служба передачи — служба электросвязи, обеспечивающая только возможность передачи сигналов между стыками сети с абонентскими оконечными устройствами, например служба передачи данных (рис. 7.3).

Телеслужба — служба электросвязи, обеспечивающая реализацию всех возможностей (включая функции терминалов) определенного вида связи между пользователями (рис. 7.4). Телеслужба организуется на базе службы переноса (телефонной сети, сети телекса и др.) и терминалов. Примерами телеслужб являются службы телетекста, телефакса, бюрофакса и др.

Протоколы телеслужб обеспечивают совместимость оконечных устройств соответствующих служб, в частности, в отношении кодирования (наборов знаков) и форматирования полезной информации, подлежащей передаче.

В дополнение к классификации служб, выполненной на основе ЭМВОС, МСЭ-Т произвел дальнейшую классификацию, охватывающую службы ISDN на скоростях передачи до 64 кбит/с и перспективные высокоскоростные службы.

Интерактивные службы охватывают следующие классы служб: диалоговые службы, службы с накоплением, службы по запросу. Интерактивные службы и службы с разветвленным режимом работы могут быть как телеслужбами, так и службами передачи.

В табл. 7.1 приведены некоторые возможные службы в ISDN, причем службы классифицированы по схеме: службы, организуемые по В-каналам, по 0-каналу и существующие службы телефонной сети.

Таблица 7.1

Службы ISDN, организуемые по D-каналу. В ЦСИО D-канал служит преимущественно для передачи служебных сигналов (табл. 7.1). Наряду с этим он может использоваться для передачи пакетов данных в службах передачи данных и сигналов телеметрии, в службах безопасности и дистанционного управления, но с приоритетом сигнализации. Скорости передачи для таких дополнительных служб изменяются в зависимости от загрузки D-канала служебными сигналами. По D-каналу с пропускной способностью 16 кбит/с возможна передача сигнала в среднем со скоростью до 10 Кбит/с.

Телеслужбами по D-каналу могут быть службы безопасности, такие как службы тревоги и экстренного вызова, службы дистанционного управления для телеметрии (снятия показаний счетчиков), контроля и управления.

Все системы передачи и коммутации в ЦСИО цифровые, что позволяет быстро передавать сообщения в цифровой форме.

В отличие от цифровой телефонной сети, в которой до абонентских устройств доводятся аналоговые сигналы, в ISDN цифровые сигналы доводятся непосредственно до абонентских устройств, т.е. используются цифровые абонентские линии (DSL). Вследствие этого большинство рекомендаций МСЭ-Т по ISDN касается абонентской части сети— абонентского окончания. При этом важными являются вопросы построения абонентской установки, стыки пользователь — сеть» в рамках абонентской установки (рис. 7.5), а также абонентская сигнализация.

При стандартизации ISDN было определено минимально возможное число видов абонентского доступа с различными градациями скоростей.

В ISDN определены два типа каналов исходя из характера передаваемых по ним сигналов:

— информационные каналы (основные каналы), по которым передается только полезная информационная нагрузка;

— каналы сигнализации (служебные каналы), по которым передаются сигналы взаимодействия и управления (СВУ) для обеспечения установления соединения между оконечными устройствами и системами коммутации или непосредственно между системами коммутации. По этим каналам в некоторых случаях могут передаваться и информационные сигналы, например данные на малых скоростях.

В табл. 7.2 приведены типы цифровых информационных каналов с различной скоростью передачи, которые в настоящее время определены МСЭ-Т для использования в ISDN.

Канал В — основной (базовый) канал, известный как основной цифровой канал. Он предназначен для передачи информационной нагрузки со скоростью 64 кбит/с. Через В-канал могут передаваться следующие виды информации:

— цифровая речь со скоростью 64 кбит/с в режиме коммутации каналов;

— данные в режимах коммутации каналов или коммутации пакетов со скоростью 64 кбит/с;

— речь совместно с данными с групповой скоростью 64 кбит/с;

— речь в пакетной форме со скоростью передачи до 64 кбит/с. Кроме того, В-канал может разбиваться на несколько подканалов со скоростями 8, 16 и 32 кбит/с, каждый из которых может использоваться отдельным абонентом. Передача в подканалах одного В- канала организуется на базе статистического уплотнения.

К информационным каналам относится группа Н-каналов (широкополосные). Эти каналы предназначены для использования в системах передачи широкополосной звуковой информации, цифрового высокоскоростного факсимиле, видеоинформации, а также в системах высокоскоростной передачи данных.

Типы служебных каналов. З цифровых сетях с интеграцией обслуживания можно выделить два типа служебных (сигнальных) каналов D и Е(табл. 7.3.).

D-канал — служебный канал для передачи сигналов взаимодействия и управления (СВУ). Он обеспечивает передачу СВУ между абонентской )установкой и системой коммутации. В зависимости от вида

абонентского интерфейса D-канал может иметь скорость 16 или 64 кбит/с. В некоторых случаях по нему могут также передаваться сигналы телеметрии и данные на малых скоростях. При одновременной передаче различных видов информации в D-канале используется статистическое уплотнение.

Е-канал также является служебным каналом для передачи СВУ со скоростью 64 кбит/с между системами коммутации сети.

Принципиальная разница между D- и Е-каналами состоит в применяемых протоколах сигнализации:

— в D-канале используется стандартный протокол ISDN, так называемый «протокол

О- канала»,

— в Е-канале применяется специальный протокол из подсистемы передачи сообщений системы сигнализации # 7.

Существенная особенность широкополосной ЦСИО заключается в расширенном перечне предоставляемых пользователям услуг и применении асинхронного режима переноса информации — метода ATM (Asynchronous Transfer Mode).

Асинхронный режим передачи АТМ представляет собой метод коммутации и мультиплексирования, являющийся разновидностью коммутации пакетов, в которой используются короткие пакеты постоянной длины, называемые ячейками. Метод АТМ считается одним из рациональных вариантов режима переноса информации в широкополосной ЦСИО. Его применение оказало большое влияние на стандартизацию новых цифровых систем передачи, станций коммутации и широкополосных интерфейсов. В рекомендации /.150 метод АТМ характеризуется как особый метод переноса информации, использующий технику асинхронного временного мультиплексирования. Объединенный информационный поток разделяется на блоки фиксированной длины, называемые ячейками или элементами.

Метод АТМ ориентирован в основном на услуги, требующие предварительного установления соединения между пользователями. Сигнальные сообщения и информация пользователей передаются по различным виртуальным каналам. Однако метод АТМ считается эффективным и для услуг, которые не требуют соединения между пользователями. Использование метода АТМ оказало значительное влияние на разработку и стандартизацию нового поколения цифровых систем передачи и коммутации, структур мультиплексирования в цифровых системах передачи и интерфейсов в широкополосных сетях.

7.2. НАЗНАЧЕНИЕ СИГНАЛИЗАЦИИ И ЕЕ ЗАДАЧИ, РЕШАЕМЫЕ В СЕТЯХ СВЯЗИ

Для передачи сообщений между оконечными пунктами в коммутируемых сетях связи необходимо передавать также сигналы управления, обеспечивающие установление и разъединение соединений источника (абонента) с получателем (корреспондентом) через узлы коммутации и выполнение служебных функций. Соответствующие задачи решает система сигнализации, реализующая формирование и передачу сигналов управления в абонентской (терминальной) и магистральной сетях.

Под сигнализацией подразумевается процесс обмена сигналами между коммутационными центрами и оконечными абонентскими установками с целью установления требуемого соединения [4]. В зависимости от участка сети различают следующие виды сигнализации (рис. 7.6):

— абонентская — на участке между абонентским оконечным устройством (терминалом) и узлом коммутации;

— внутристанционная — между различными функциональными узлами и блоками внутри коммутационной станции;

— межстанционная (сетевая) — между различными УАК в сети. Абонентскую, внутристанционную и межстанционную сигнализацию обеспечивают сигналы трех категорий:

— абонентские сигналы (АС), которые управляют трактом передачи по абонентской линии и предоставляют адресную информацию для регистрации в местной системе коммутации, а также информируют абонентов о состоянии соединения (акустические и зуммерные сигналы);

— линейные сигналы (ЛС), управляющие процессом передачи по каналам связи между станциями. Линейные сигналы передаются как в прямом, так и в обратном направлении в исходном состоянии во время установления соединения до полного освобождения приборов. Эти сигналы отмечают основные этапы установления соединения;

— сигналы маршрутизации (СМ) (регистровые сигналы), которые предоставляют адресную информацию для маршрутизации вызовов к месту назначения (например информацию о номере вызываемого абонента, информацию о категории и номере вызывающего абонента, сигналы категории вызова и др.).

В настоящее время на международных и национальных телефонных сетях применяются различные системы телефонной сигнализации (СТС), описание которых приводится в рекомендациях МСЭ-Т. В табл. 7.Сдана характеристика международных и национальных систем сигнализации.

Используемый тип СТС находится в определенной зависимости от применяемого в коммутационном центре (КЦ) вида коммутации. При ручной коммутации в одночастотной СТС # 1 для передачи сигнала сигнализации при международных соединениях используется тональная частота F = 500 Гц, которая прерывается с частотой F, =20 Гц, a_t, =2с.

При полуавтоматической коммутации (ПАК) на международных линиях связи МСЭ-Т была предложена СТС # 2, однако она практического применения не получила.

В СТС # 3 используется одночастотный вариант для распознавания сигнала сигнализации (по длительности и числу импульсов).

В настоящее время широкое распространение получили СТС, которые могут применяться как при автоматической коммутации (АК), так и при полуавтоматической. В зависимости от используемого метода передачи сигналов международные СТС делятся на два вида:

— системы с внутриканальной сигнализацией (ВКС);

— системы с сигнализацией по общему каналу (СТС по ОКС).

В системах с ВКС для передачи сигналов сигнализации может использоваться любой участок полосы частот, выделенный для данного телефонного канала (0...4 кГц). В системах по ОКС для реализации функций сигнализации из группы оперативных (речевых) каналов выделяется один специальный общий канал, по которому передаются функциональные сигналы этой группы каналов.

Системы с ВКС подразделяются на системы, использующие методы внутри полосной и внеполосной передачи сигналов. При внутри полосной сигнализации сигналы передаются в разговорной полосе частот в период, когда речь не передается. При внеполосной сигнализации для исключения взаимного влияния речевых сигналов и сигналов сигнализации последние могут передаваться в полосе «защищенных промежутков» (0...0,3 и 3,4...4,0 кГц). МСЭ-Т рекомендует для внеполосной сигнализации использовать частоту 3 825 Гц.

В настоящее время широко применяются системы внутри полосной сигнализации Я1, R2, # 5.

СТС R1 имеет следующие характеристики:

— система используется в национальных телефонных сетях;

— сигналы сигнализации передаются с использованием частоты 2600 Гц;

— в зависимости от вида передаваемого речевого сигнала СТС может быть аналоговой и цифровой.

В системе телефонной сигнализации R2 сигналы сигнализации передаются вне полосы, используемой для передачи оперативных (речевых) каналов на частоте 3825 Гц.

Международная система сигнализации # 5 получила широкое распространение в национальных и международной сетях. Для нее характерным является:

— совместимость с СТС # 4, 6;

— использование для передачи сигналов сигнализации двух частот — 2400 и 2600 Гц.

Рассмотренные системы внутриканальной сигнализации # 1 — 5 имеют следующие недостатки:

— приемники и генераторы тональных сигналов постоянно включены в разговорную цепь, образуют паразитные цепи и являются источником помех для соседнего канала;

— неэффективное использование телефонного канала Ф, так как из общего времени использования канала необходимо вычесть время на установление соединения между абонентами t_ДД.

Эти недостатки исключаются при использовании общего канала сигнализации (ОКС). Общий канал сигнализации представляет собой дискретный канал связи между двумя КЦ с управлением по записанной программе (УЗП), С использованием этого канала по адресно-групповому принципу организуется передача функциональных сигналов (ЛС, СМ), относящихся к пучку или нескольким пучкам телефонных каналов (рис. 7.7).

Общая последовательность функционирования телефонной сети с ОКС выглядит следующим образом (рис. 7.8). Когда абонент А инициирует вызов (например путем снятия телефонной трубки), исходящее терминальное устройство абонента посылает сообщение «Соединение» по D-каналу в оконечный узел коммутации (автоматическую телефонную станцию А).

При приеме запроса установления соединения от вызывающего абонента исходящая АТС А анализирует информацию о маршруте и формирует начальное адресное сообщение (НАС-1). Передаваемое сообщение НАС-1 содержит адресную информацию, а также ин- формацию, относящуюся к установлению соединения (например, включен ли полукомплект эхо подавляющих устройств на исходящей стороне, тип исходящего сигнала: аналоговый или цифровой, есть ли в соединении спутниковый канал и др. информацию).

Анализ номера вызываемого абонента позволяет исходящей АТСА определить направление маршрута, тип вызова. Далее сообщение от АТС А посылается к транзитной АТС В, которая анализирует его информацию и определяет дальнейший маршрут. Транзитная АТС В пересылает начальное адресное сообщение, предварительно дополнив его своими дополнительными данными (HAC-2), на входящую АТС С. В результате соответствующий разговорный тракт оказывается приключенным от АТС С к вызывающему абоненту как в прямом, так и в обратном направлении. Это позволяет вызывающей стороне слышать тональные сигналы, посылаемые сетью, но еще недостаточно для качественного обмена информацией.

Далее АТС С посылает запрос на установление соединения абоненту Б. Абонентское устройство, получив сигнальное сообщение, анализирует его и посылает сообщение контроль принимаемого вызова» (КПВ), по которому на всех задействованных на маршруте АТС осуществляется контроль полноты адресной информации. После этого терминальное устройство абонента Б передает в сторону абонента А сигнал готовности — «Ответ». По установленному соединению между абонентами осуществляется разговор. Разъединение абонентов осуществляется в последовательности, указанной на рис. 7.8.

Основными преимуществами общеканальной сигнализации являются: — большая скорость (в большинстве случаев время установления

соединения не превышает одной секунды);

— большая производительность (один канал сигнализации способен одновременно обслужить множество телефонных вызовов);

— экономичность (по сравнению с традиционными системами сигнализации сокращается объем оборудования на коммутационной станции);

— надежность (достигается за счет возможности альтернативной маршрутизации в сети сигнализации);

— гибкость (система передает не только сигналы телефонии, но и данные цифровых сетей с интеграцией обслуживания, сетей радиосвязи с подвижными объектами, интеллектуальных сетей и др.).

Примерами систем сигнализации по общему каналу сигнализации могут служить ОКС # 6 и 7.

Система сигнализации ОКС # 6 была утверждена в 1968 г. МККТТ и рекомендована к применению на международных участках телефонной сети. В процессе практического применения системы сигнализации ОКС # 6 были выявлены некоторые недостатки: система не рассчитана на работу по каналам с большим временем распространения сигнала, имеет плохую помехоустойчивость, ограниченный объем адресной части и недостаточно гибка для приспособления к нуждам национальных сетей. Вследствие этого на смену ОКС # 6 в 1980 г. МККТТ (МСЭ) была утверждена система сигнализации ОКС # 7.

Для системы общеканальной сигнализации # 7 характерны: — пригодность для использования в сетях различного назначения (телефонной, телекса, передачи данных и др.);

— достаточная гибкость, возможность приспособления к потребностям национальных сетей;

— работоспособность по каналам связи со временем распространения сигнала до 1 с и коэффициентом ошибок до 10 4.

Согласно рекомендациям Q.701, ОКС # 7 представляет собой семиуровневую иерархическую систему передачи сообщений (рис. 7.9):

— уровень ! (звено передачи данных сигнализации), на котором определены физические и функциональные характеристики тракта передачи сообщений и средства доступа к ним;

— уровень 2 (канал сигнализации), на котором осуществляется установление границ пакетов с помощью флагов (гл. 2), обнаружение и исправление ошибок, контроль порядка следования пакетов;

— уровень 3 (сеть сигнализации), на котором происходят обработка пакетов и управление сетью сигнализации (выбор направления передачи, обработка адресации сообщения);

— уровни 4 — 7, на которых находятся терминалы пользователей телефонных сетей, сетей ПД и других сетей электросвязи.

При сравнении эталонной модели ОКС # 7 и ЭМВОС (гл. 2) вид- но, что уровни ОКС # 7 не точно соответствуют делению ЭМВОС на уровни. Это связано с тем, что система ОКС # 7 появилась раньше, чем была создана базовая эталонная модель взаимодействия открытых систем. Нижние уровни ОКС # 7 — звено передачи данных сигнализации и канал сигнализации — полностью согласуются с физическим и канальным уровнями ЭМВОС. Третий уровень ОКС # 7— сеть сигнализации, не обеспечивает все функции сетевого уровня модели ВОС: не выполняются полностью функции маршрутизации. Все три нижних уровня ОКС # 7 называются подсистемой передачи сообщений.

функции уровней 4 — 7 в системе сигнализации ОКС # 7 не имеют четкого разделения и представляются двумя четырехуровневыми блоками. Блок «Средства абонентов телефонной сети» предназначен для телефонной сети. Блок «Средства абонентов интегрального сервиса» обслуживает абонентские системы при передаче разнообразных типов данных в сети ISDN. Взаимодействие между разными уровнями осуществляется в рамках одной системы. Используемые для этого сообщения называются примитивами. Верхние уровни (4-7) образуют подсистему пользователя, которая определяет функции и процедуры сигнализации, характерные для определенного типа пользователя системы. В связи с этим различают подсистемы пользователя телефонии (TUP), пользователя сети с интеграцией служб (ISUP), управления соединением сигнализации (SCCP), пользователей радиосвязи с подвижными объектами (MAP) и др. (рис. 7.10).

В настоящее время ОКС # 7 является обязательным элементом следующих сетей связи: телефонной сети общего пользования, цифровой сети с интеграцией обслуживания, сети радиосвязи с подвижными объектами (СРПО), интеллектуальной сети связи (ИСС). Взаимодействие этих сетей также осуществляется посредством ОКС # 7 с использованием специализированных протоколов TUP, ISUP,

MAP, INAP.

Рис. 7.10. Взаимодействие цифровых сетей по протоколам ОКС # 7:

ISUP (Integrated Service User Part) — подсистема пользователя сети с интеграцией служб, TUP (Telephone User Part) — подсистема пользователя телефонии, INAP (Intelligent Network Application Part)— прикладная подсистема пользователя интеллектуальной сети, MTP (Message Transfer Part) — подсистема передачи сообщений, БССР (Signalling Connection Control Point) — подсистема управления соединением сигнализации, МАР (Mobile Application Part) — подсистема пользователя сети радиосвязи с подвижными объектами, ТФОП — сеть телефонной связи общего пользования, ЦСИС — цифровая сеть с интеграцией служб, СРПО — сеть радиосвязи с подвижными объектами, ИСС — интеллектуальная сеть связи

Одним из методов синтеза сети сигнализации ОКС # 7 является метод, основанный на анализе создаваемой в каналах сигнализации сигнальной нагрузки. Сигнальная нагрузка на звено сигнализации от соответствующей подсистемы пользователя определяется следующими параметрами:

— списком услуг подсистемы пользователя;

— процедурами сигнализации для соответствующих услуг подсистемы пользователя;

— параметрами сигнальных сообщений (тип, длина, задержка в звеньях сигнализации).

Все элементы модели сигнального трафика устанавливаются строго на основании национальных технических спецификаций ОКС # 7. В руководящем техническом материале по расчету сети ОКС нагрузка на звено ОКС от подсистемы /ЯОР определяется формулой

7.3. СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ УПРАВЛЕНИЯ СЕТЯМИ СВЯЗИ

Под управлением сетью понимается целенаправленная деятельность должностных лиц по планированию, развертыванию и эксплуатации сети, обеспечивающая эффективное использование ресурсов сил и средств сети для требуемого качества услуг.

На всем историческом отрезке развития информационных телекоммуникационных сетей поддержание высокой эффективности их функционирования достигалось за счет использования систем управления ресурсом пропускной способности сетей связи, планом распределения нагрузки, а также структурой, параметрами и режимами их работы. В настоящее время на рынке технологий управления сетями связи конкурируют простой протокол управления сетью (SNMP — Simple Network Management Protocol), сеть управления связью (TMN) и общая архитектура брокера объектных запросов CORBA. Рассмотрим сущность предлагаемых технологий.

Простой протокол управления сетью (SNMP). Последние годы ознаменовались стремительным развитием и ростом популярности Internet, что потребовало исследования вопросов управления в ней.

Вариант применения основного протокола управления в Internet— простого протокола сетевого управления SNMP [1], представлен на рис. 7.11.

Протокол SNMP разрабатывался для управления относительно простыми сетями на базе протоколов Internet, поэтому его характерное свойство — простота. В Internet служебная информация передается по той же сети, которая является объектом управления. В SNMP используются упрощенные базы данных. Они не поддерживают иерархии наследования и вложений, а используют только понятия классов и экземпляров. Протокол SNMP основан на процедуре периодического опроса, поэтому изменение трафика данных управления предсказуемо.

Сеть управления связью TMN. Концепция TMN [1, 2, 3] впервые была предложена на совещании инженерной группы TMN EG в Торонто в 1988 г. Международный консультативный комитет по телеграфии и телефонии (СС/ТТ) опубликовал рекомендации M.3010 «Принципы TMN».

TMN представляет собой отдельную сеть, которая имеет интерфейсы с одной или большим числом сетей связи в нескольких точках, обменивается с этими сетями информацией и управляет их функционированием(рис.7.12).

Отделение TMN от сетей связи реализуется на физическом или логическом уровне. В последнем случае эта сеть может частично использовать инфраструктуру управляемой сети. В ее рамках выделяют функциональную, физическую (рис. 7.13) и информационную архитектуры.

Информационная архитектура TMN опирается на принципы управления модели взаимосвязи открытых систем OSI (Open Systems Interconnection), стандартизованной Международной организацией

стандартизации (International Standards Organization, SO). Алгоритмы передачи управляющей информации между функциональными блоками TMN Также как модель ОЯ/имеют два важнейших элемента — объектную ориентацию и архитектуру «менеджер — агент» (рис. 7.14).

Концепция TMN предлагает принцип распределения функциональных компонентов и процедур, относящихся к управлению сетями связи. Тот факт, что одни и те же административные функции могут быть реализованы на разных уровнях, позволяет определить логическую иерархическую архитектуру (Logical Layered АгсЬйес1иге, LLA). Фактически архитектура LLA (называемая иногда TMN-пирамидой) отражает иерархию ответственности за выполнение административных задач.

Следует отметить, что в архитектуре LLA предусмотрены пять уровней управления.

Уровень сетевых элементов (Network Element Layer, NEL) играет роль интерфейса между, как правило, патентованной базой данных со служебной информацией (MIB) находящейся на отдельном устройстве, и инфраструктурой TMN. К нему относятся 0-адаптеры и собственно сетевые элементы.

Уровень управления элементами (Element Management Layer, EML) соответствует системам поддержки операций, контролирующим работу групп сетевых элементов. На этом уровне реализуются управляющие функции, которые специфичны для оборудования конкретного производителя. Примерами таких функций являются обнаружение аппаратных ошибок, контроль энергопотребления и рабочей температуры, сбор статистических данных, измерение степени использования вычислительных ресурсов, обновление микропрограммных средств. Данный уровень включает в себя посреднические устройства (хотя физически они могут принадлежать и более высоким уровням), взаимодействующие с открытой системой через интерес О.

Уровень управления сетью (Network Management Layer, NML) дает представление о сети в целом на основе данных об отдельных сетевых элементах, которые передаются системами поддержки операций предыдущего уровня через интерфейс 0 и не привязаны к особенностям продукции той или иной фирмы. Другими словами, на этом уровне осуществляется контроль над процессами взаимодействия сетевых элементов, в частности формируются маршруты передачи данных между терминалами для достижения требуемого качества сервиса, вносятся изменения в таблицы маршрутизации, отслеживается степень использования пропускной способности отдельных каналов и выявляются сбои в работе сети.

Уровень управления услугами (Service Management Layer, SML) охватывает те аспекты функционирования сети, с которыми непосредственно сталкиваются пользователи (абоненты или другие сервисные провайдеры). В соответствии с общими принципами LLA на этом уровне используются сведения, поступившие с уровня NML, но непосредственное управление маршрутизаторами, коммутаторами, соединениями здесь уже невозможно. Вот некоторые функции, относящиеся к управлению услугами: контроль за качеством предоставления услуг и выполнения условий контрактов на обслуживание, управление регистрационными записями и подписчиками услуг, добавление или удаление пользователей, присвоение адресов, биллинг, взаимодействие с управляющими системами других провайдеров и организаций (через Х-интерфейс).

На уровне бизнес- управления (Business Management Layer, BML) сеть связи рассматривается с позиций общих бизнес- целей компании-оператора. Этот уровень относится к стратегическому и тактическому управлению, а не к оперативному, как остальные уровни LLA. Здесь речь идет о проектировании сети и планировании ее развития с учетом бизнес задач, составлении бюджетов, организации внешних контактов и пр.

Таким образом, уровни LLA задают функциональную иерархию процедур управления сетью без физической сегментации административного программного обеспечения. Причиной появления этой иерархии является необходимость логического отделения функций управления отдельными сетевыми элементами от функций, относящихся к их группам и сетевым соединениям.

Архитектура CORBA. Постоянно изменяющийся мир телекоммуникаций предъявляет следующие ключевые требования к системам управления: обеспечение совместимости существующих и появляющихся новых систем различных производителей; управление географически распределенными ресурсами; возможность модернизации самих систем управления. Этим требованиям удовлетворяет недавно принятая общая архитектура объектных запросов брокера CORBA (Common Object Request Broker Architecture) [1).

Эта архитектура была представлена в 1991 г. группой объектного управления (Object Management Group, OMG), объединившей ведущие компании-производители компьютерных систем и интеграторов. CORBA — это клиент-серверный стандарт, который выполняет функции промежуточного программного обеспечения объектной среды. Взаимодействие между клиентским процессом и сервером объекта происходит с использованием механизма объектного вызова удаленной процедуры (ORPC, Object Remote Procedure Call).

На стороне клиента и на стороне сервера функционируют интерпретаторы, носящие название клиентский и серверный суррогаты. Для вызова той или иной функции клиент обращается к клиентскому суррогату, который преобразовывает и упаковывает параметры в сообщение-запрос и передает их на транспортный уровень соединения. Сообщение от сервера в соответствии с переданными аргументами определяет нужный метод описания объекта.

CORBA реализует три основных принципа: — независимость от физического размещения объекта; — независимость от платформы;

— независимость от языка программирования. Рассмотрим главные компоненты стандарта CORBA. Брокер запросов данных на объект ORB (Object Request Broker) определяет механизмы взаимодействия объектов в разнородной сети. Он действует как шина, через которую обеспечивается прозрачное взаимодействие удаленных объектов. ORB определяет выбор метода исследования удаленного объекта, поиск путей реализации описательной части объекта, а также за обработку данных в соответствии с запросом и доставку результатов клиенту.

Язык определения интерфейсов IDL lntеrfаcе Definition Language) описывает интерфейсы между объектами.

Объектные службы (CORBA Object Services) выполняют основные функции управления распределенными объектами. В CORBA 15 объектных служб. Самые распространенные из них — службы сортировки, службы управления жизненным циклом и службы управления событиями, которые были приняты OMG первыми. Более поздние, например служба транзакций, имеют пока ограниченный спектр реализации.

Универсальные средства (CORBA Common Facilities), обеспечивающие поддержу интерфейсов прикладного уровня, делятся на горизонтальные и вертикальные. Горизонтальные определяют интерфейсы, не зависящие от области поиска, вертикальные служат для информационной поддержки принятия решений в конкретных областях: финансовой деятельности, медицине, промышленном производстве и т. д.

Прикладные объекты (CORBA Application Objects) предназначены для решения конкретных прикладных задач.

Для взаимодействия друг с другом ORB разных производителей был разработан протокол GIOP (General Inter ORB Protocol). В последнее время все больше внимания уделяется протоколу ПОР (Internet Inter ORB Protocol), который определяет обмен сообщениями в фор- мате GIOP через сеть TCP/!Р.

Сравнительный анализ основных характеристик рассмотренных подсистем управления и степени их удовлетворения требованиям информационно-телекоммуникационных систем позволяет сделать следующие выводы:

1. Наиболее дешевым и простым в техническом плане является протокол SNMP. Он использует принцип построения систем управления сетью, аналогичный принципу «менеджер-агент». SNMP основан на процедуре периодического опроса состояния сетевых элементов, поэтому изменение трафика данных о состоянии сети связи в системе управления предсказуемо. Однако это ведет к тому, что агент в аварийной ситуации использует прерывание», которое свидетельствует только о факте неисправности, а менеджер вынужден дополнительно посылать запросы для выяснения подробностей события. В SNMP используются упрощенные базы данных. Они не поддерживают иерархии наследования и вложений, а используют только понятия классов и экземпляров. Несмотря на указанные недостатки, SNMP получает все большее распространение в силу роста популярности протоколов Internet, простоты и дешевизны.

2. В TMN используется выделенная система управления сетью, обладающая сложной архитектурой, интеллектуальными алгоритмами сбора, обработки и управления, а, следовательно, дорогостоящими аппаратно- программными средствами.

3. Используемый в TMN протокол управления СМ/Р обеспечивает возможность построения мощных в функциональном отношении и легко управляемых агентов. Агент CMIP способен по одной простой команде от менеджера выполнить определенный набор действий, для реализации которых агенту SNMP нужно было бы выдать сложную последовательность команд.

4. В CMIP возможно одной командой воздействовать на некоторое число объектов, в SNMP, напротив, предполагается, что к каждому объекту должны отдельно передаваться команды. Аварийный надзор в СМ/Р обеспечивается услугой «отчет о событиях», посредством которой агент сообщает менеджеру о происходящих с управляемыми объектами событиях. Многие управляемые объекты отправляют свои сообщения спонтанно, поэтому трафик данных управления непредсказуем, а система управления усложняется, поскольку ее приходится разрабатывать, опираясь на самый худший случай.

5. Быстро развивающаяся в последнее время архитектура CORBA вобрала в себя все передовые идеи построения сетей управления, однако остается пока недостаточно развитой в аппаратном, алгоритмическом и программном отношениях.

6. Рассмотренные современные технологии управления связью наряду с удовлетворением большинства требований со стороны системы связи не удовлетворяют главное из них: устойчивость реализуемого ими процесса управления, а также устойчивость аппаратно- программных средств системы управления сетью в условиях всех видов воздействий на систему связи.

7.4. КОНЦЕПЦИЯ ПОСТРОЕНИЯ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СЕТИ СВЯЗИ

Интеллектуальная сеть связи (ИСС) определяется как сетевая структура, состоящая из базовой сети и интеллектуальной надстройки, взаимодействующих друг с другом в соответствии с установленными протоколами и интерфейсами и создаваемых с целью предоставления абонентам расширенного набора услуг [5].

Как известно, современные сети электросвязи (в частности ЕСЭ России) кроме первичной сети, по которой осуществляется физическая передача сигналов, содержат вторичные сети. В рамках каждой вторичной сети возникает задача предоставления абонентам основных, дополнительных, информационных услуг, отвечающих личным потребностям каждого абонента. В этом контексте ИСС рассматривается не как отдельная вторичная сеть, а как концептуальная основа для быстрого, гибкого и эффективного внедрения дополнительных сетевых услуг на базе существующих вторичных сетей электросвязи, поддерживающих основные» информационные службы.

Номенклатура услуг ИСС и их компонентов имеет открытый характер. Она будет дополняться и расширяться все новыми и новыми возможностями, поскольку зависит от фантазии разработчиков и требований абонентов.

Виды информационного сервиса, обеспечиваемые интеллектуальной сетью, делятся на две группы:

— основные виды обслуживания (ОВО), связанные непосредственно с установлением соединений при коммутации каналов или виртуальных соединений при коммутации пакетов, передачей пакетов по сети, учетом междугородных переговоров и т. д.;

— дополнительные виды сервиса (дополнительные виды обслуживания — ДВО), например оплата разговора вызываемым абонентом, передача вызова на другой телефон, конференц связь и др.

Характерной особенностью основных видов сервиса является то, что они обычно остаются неизменными в течение длительного времени и используются при каждом вызове.

ДВО используются только при соответствующей заявке абонента, и они могут быть различными для разных групп абонентов. В связи с этим основой функционирования ИСС являются отделение функций управления основными видами обслуживания от функций управления дополнительными видами обслуживания и централизация функций ДВО (рис. 7.15). Для решения этой задачи предусматривается введение в ИСС следующих функциональных элементов [6]:

— точки коммутации сервиса (ТКС) — модуля, который распознает вызов, требующий выполнения ДВО;

— интерпретатора вида сервиса (ИВС) — модуля, который содержит логические средства и данные, необходимые для обслуживания заявки на тот или иной вид сервиса;

— сетевой информационной базы данных (СИБД), в которой хранятся данные о номерах и адресах абонентов, параметры маршрутов установления соединений, сервисные логические программы (СЛП) выполнения различных видов сервиса;

— устройства управления сетевыми ресурсами (УСР). функциональные элементы ИСС должны быть размещены в физической среде, которая определяется типом коммутируемой сети связи. Поскольку главной особенностью технологии ИСС является принцип отделения процессов выполнения ДВО от процессов выполнения основных видов обслуживания, т. е. система выполнения ДВО не зависит от типа коммутируемой сети связи, технология ИСС может быть реализована на базе любой коммутируемой сети общего пользования, сети ведомственной связи, информационной сети, сети передачи документальной информации. Однако, принимая во внимание мировой опыт и учитывая, что в России телефонная сеть общего пользования является самой разветвленной и мощной сетью, приносящей ежегодно большую часть всех доходов от услуг электросвязи, практическую реализацию концепция ИСС России получила на базе этой сети.

На рис. 7.16 приведена архитектура ИСС, представляющая собой комбинацию базовой сети телефонной связи общего пользования и интеллектуальной надстройки. Надстройка ИСС включает: — коммутационную систему, представляющую собой оконечный или окончено транзитный узел коммутации, где размещается точка коммутации сервиса (ТКС);

— интеллектуальную периферию (ИП), содержащую синтезаторы и распознаватели речи;

— систему оперативного управления (СОУ), являющуюся частью системы административного управления (САУ);

— центр управления услугами (ЦУУ), содержащий ИВС, СИБД и УСР. Система ЦУУ содержит выполняемую на ЭВМ совокупность протоколов, обеспечивающих взаимодействие сети сигнализации, логических средств и базы данных при формировании сервисных логических программ (СЛП) из имеющихся функциональных компонентов

(ФК) с последующей передачей их по сети сигнализации в коммутируемую сеть. ЦУУ является одним из основных элементов ИСС, обеспечивающих централизованное управление видами сервиса.

Система оперативного управления обеспечивает при участии оператора формирование новых ФК, составление и модификацию СЛП, введение новых и исключение имеющихся видов сервиса по запросам абонентов, а также сбор статистики о частоте выполнения видов сервиса и повреждениях на ИСС, техническое обслуживание ИСС. В САУ располагаются вычислительные ресурсы, необходимые терминалы, база данных и экспертная система, позволяющая, в частности, облегчить и ускорить процесс формирования СЛП.

Центр управления услугами, как показано на рис. 7.16, связан с коммутационной станцией, имеющей ТКС, через сеть сигнализации, содержащую узлы коммутации сети сигнализации (УКСС). В коммутируемую сеть могут включаться различные терминальные устройства, в том числе телефонные аппараты и персональные ЭВМ. Абоненты узла коммутации, в котором отсутствует ТКС, могут получать необходимое обслуживание от опорного узла коммутации с ТКС, к которому подключен данный узел коммутации (УК).

Процесс выполнения сервиса в ИСС осуществляется в соответствии с временной диаграммой, представленной на рис. 7.1.7.

ТКС в узле коммутации распознает потребность в ДВО (1) и посылает через сеть сигнализации в ЦУУ запрос о необходимости выполнения ДВО. ИВС в ЦУУ определяет вид ДВО. Из СИБД считывается необходимая для выполнения ДВО информация: СЛП и сопровождающие данные. Время дешифрации вида обслуживания (2), считывания (3) и выполнения соответствующей СЛП (4) составляет задержку процесса обслуживания заявки абонента (5).

Для концепции ИСС характерен ряд особенностей. Основной является отделение функций предоставления услуг от функций коммутации. Если в УК эти функции непосредственно связаны и реализуются в одном физическом объекте, то в ИСС они распределены по различным сетевым элементам: функции коммутации остаются в базовой сети, а предоставление услуг осуществляется через специальный прикладной программируемый интерфейс (ППИ). Непосредственное управление услугами и взаимодействие с базовой коммутируемой сетью происходят через интерфейс управления ресурсами (ИУР) (рис. 7.18).

Прикладной программируемый интерфейс скрывает от разработчиков программного обеспечения услуг аспекты распределенности

функций управления услугами, которые выполняются в базе данных реального времени, и позволяет использовать (в виде стандартных процедур) повторяющиеся в различных услугах отдельные функциональные модули.

Что касается ИУР, то, имея стандартизированные протоколы обмена информацией между функциями управления услугами и коммутации при внедрении в сети связи новых функциональных возможностей ИСС, операторы сети освобождаются от жесткой зависимости от типа коммутационного оборудования. Вместо того чтобы вносить бесконечные изменения в функции коммутации при построении или расширении ИСС, оператор сети должен только проследить за тем, чтобы устанавливаемое на его сети оборудование соответствовало стандартным протоколам взаимодействия. Это дает большие возможности выбора приемлемого оборудования.

Таким образом, наличие ППИ и ИУР позволяет вносить в ИСС любые независимые изменения как в интеллектуальной надстройке, так и в базовой сети.

Структура сетевого информационного комплекса баз данных. СИБД может быть централизованной, децентрализованной и распределенной.

Централизованная организация СИБЛ. Сервисные логические программы размещаются в памяти ЦУУ, при этом управление выполнением ДВО может быть централизованным или децентрализованным. При централизованном принципе управления передача СЛП из ЦУУ в УК осуществляется в покомандном режиме. При децентрализованном управлении СЛП пересылается в буфер УК и управление осуществляется управляющей ЭВМ УК. Решение задачи выбора принципа управления зависит от типа коммутируемой сети связи, так как скорость передачи по линиям связи значительно влияет на время предоставления ДВО. Если ИСС реализуется на базе ISDN с высокими скоростями передачи по линиям связи, то централизованное управление принципиально способно обеспечить требуемое быстродействие в предоставлении сервиса, т. е. такой принцип построения СИБД и управления выполнением ДВО оправдан. Если основой ИСС являются аналоговые каналы, целесообразно использовать децентрализованный принцип управления ДВО. Для существующих сетей (во многих случаях) скорости передачи по каналам связи значительно ниже 64 кбит/с, поэтому время задержки в предоставлении ДВО, связанное с пересылкой СЛП в УК, заметно увеличивается, т. е. покомандное управление из ЦУУ при низкой скорости передачи на существующей сети с аналоговыми телефонными каналами может оказаться менее эффективным.

Децентрализованная организация СЯБД. Наряду с основной базой данных (ОБД) в ЦУУ имеется сателлитная база данных (САБД) в узле коммутации. В этом случае наиболее часто используемые программы ДВО дублируются из основной БД, находящейся в центре управления услугами, в сателлитную БД узла коммутации.

Поскольку частота использования ДВО меняется, целесообразно предусмотреть динамический механизм смены содержимого сателлитной БД при изменении набора используемых СЛП. При децентрализованной организации СИБД должны быть выбраны размер сателлитной БД и алгоритм замещения СЛП в сателлитной БД. Следует отметить, что в общем случае количество уровней децентрализованной СИБД может быть больше двух.

Распределенная организация СИБД. База данных распределена по УК. При наличии в сети нескольких зон со своими ЦУУ возникает задача минимизации числа пересылок СЛП между ЦУУ различных зон (рис. 7.19).

Таким образом, варианты структур сетевого информационного комплекса баз данных в интеллектуальной сети многообразны, и выбор того или иного зависит от особенностей требований обслуживаемых абонентов и возможностей данной сети.

Реализация интеллектуальной сети связи на базе существующей телефонной сети общего пользования РФ. Наиболее эффективным способом концепция ИСС может быть реализована на базе цифровой телефонной сети. Однако в настоящее время на местных городских и сельских телефонных сетях число АТС с управлением по записанной программе не превышает 2 и 0,15% соответственно. При реализации услуг ИСС на телефонной сети общего пользования ЕСЭ России необходимо учитывать недостаточную степень цифровизации, отсутствие системы сигнализации # 7 и различные способы построения местных сетей. Кроме того, отсутствие в отечественной практике опыта предоставления и использования дополнительных услуг приводит к необходимости разработки технических решений, которые позволят поэтапно создавать ИСС с учетом особенностей существующей Взаимоувязанной сети связи России. Вследствие этого вполне разумным на данном этапе представляется объединение двух процессов: цифровизации ТФОП и создания в отдельных регионах страны цифровых «интеллектуальных островов». В дальнейшем предполагается объединение таких «островов» в национальную ИСС России.

Исследования и разработки в данном направлении проводились ЦНИИС и МТУСИ с начала 1994 г. Одним из результатов явилось создание опытной зоны ИСС в Московской области. В основу ее проектирования положены решения, разработанные для реализации ИСС на зоновом уровне и позволяющие обеспечить унифицированный доступ к услугам независимо от местонахождения пользователя. Для доступа к ресурсам ИСС используется один из незадействованных междугородных кодов, служащий индексом выхода на услуги ИСС.

Чтобы на практике показать возможность реализации услуг ИСС на базе существующей ТФОП с учетом всех ее особенностей и ограничений, в качестве базового коммутационного оборудования была выбрана аналоговая телефонная станция типа АМТС-З, которая в течение долгого времени преобладала на междугородной сети. Такой станцией является телефонно-телеграфная станция в городе Павловский Посад, обслуживающая практически третью часть всей Московской области (рис. 7.20).

На опытной зоне реализованы две услуги ИСС: универсальный номер (УН) и персональный номер (ПН).

Услуга УН позволяет распределять маршруты вызовов, поступающих по единому логическому номеру абонента, на несколько физических сетевых номеров в зависимости от ряда параметров (атрибутов услуги), которые назначаются самим абонентом (время суток, день недели, местоположение пользователя). На основе УН можно реализовать и другие услуги за дополнительную плату, например носящие информационно-справочный или развлекательный характер [7].

Услуга ПН позволяет абоненту в пределах всей территории России получать входящие вызовы по одному логическому номеру и по существу является аналогом услуг подвижной связи (пейджинговая связь), реализованных на фиксированной сети.

Ядром оборудования, реализующего указанные выше функции, является аппаратно-программный комплекс управления услугами интеллектуальной сети (АПКУ-ИСС), специально разработанный для предоставления дополнительных сетевых услуг на базе существующего аналогового и цифрового коммутационного оборудования (рис. 7.21). По своим функциональным возможностям он является аналогом узла оперативного управления с функциями эксплуатационной поддержки. Оборудование АПКУ-ИСС позволяет реализовать все основные процессы технической эксплуатации и управления услугами, включая

— непосредственное управление обработкой вызовов ИСС; — административное управление: регистрация абонентов ИСС, назначение атрибутов услуг индивидуально для каждого абонента, тарификация и начисление оплаты, сбор и обработка статистической информации и др.;

— функции технической поддержки: контроль текущего состояния оборудования, управление резервированием данных, тестирование, отладка и др.

В состав АПКУ-ИСС входят: — контроллер интерфейса (КИ) с набором сетевых и системных адаптеров (рис. 7.22);

— речевой авто информатор (РА), который до момента установления соединения с абонентом ИСС обеспечивает предоставление пользователю предварительно записанной аудиоинформации;

— приемопередатчик речевой информации (ПРИ), обеспечивающий прием от пользователя

дополнительной номерной информации. Он позволяет реализовать ряд дополнительных функций, облегчающих пользование услугами ИСС, например режим речевого меню;

— специальное программное обеспечение и база данных, рабочее место оператора (ПЭВМ).

В комплект КИ входят адаптеры сопряжения с АМТС и стыка RS-232 для обмена информацией с рабочим местом оператора. Один КИ может одновременно обслуживать до 16 вызовов. Для увеличения пропускной способности в состав АПКУ может быть включено несколько КИ, объединенных с помощью адаптера Enternet в локальную сеть.

Адаптер — устройство или программа, предназначенные для согласования параметров входных и выходных сигналов в целях сопряжения объектов. В настоящее время разрабатываются сетевые адаптеры для сопряжения АПКУ-ИСС с цифровыми АМТС любых типов, а также для взаимодействия КИ с оборудованием узлов управления услугами по протоколу Х.25 или ОКС # 7.

Управление и эксплуатационная поддержка процесса предоставления услуг осуществляются с помощью разработанной системы специального программного обеспечения (СПО).

Управление процессом обработки вызовов происходит в режиме реального времени. Одновременно оператор может выполнять действия по административному управлению и технической эксплуатации, например корректировать записи базы данных или изменять конфигурацию системы.

Специальное программное обеспечение может функционировать под управлением операционной системы MS-DOS или OS/2. Для поддержки режима реального времени при работе под управлением MS-DOS в системе СПО реализована специальная система управления, которая изображена на рис. 7.23.

База данных (БД) СПО состоит из административной и оперативной (технологической) частей. В административной части хранится информация, необходимая для административного управления услугами, например данные об абонентах, тарифах, статистическая информация и т. д.

Оперативная часть БД содержит информацию, используемую непосредственно в процессе обслуживания вызовов, например программы логики услуги (ПЛУ), а также значения конкретных атрибутов услуг для каждого из абонентов.

В полном соответствии с международными стандартами и рекомендациями ПЛУ состоят из независимых от услуг конструктивных блоков, реализованных в виде повторно используемых библиотечных процедур. В действующей версии СПО реализованы процедуры, обеспечивающие маршрутизацию вызовов в зависимости от времени суток, дней недели, состояния линии вызываемого абонента.

После анализа логического номера вызываемого абонента и определения типа услуги управление обработкой вызова передается соответствующей ПЛУ, загружаемой из оперативной БД. Выбранный согласно сценарию услуги физический номер транслируется в КИ, который инициирует установление соединения.

Следует отметить три варианта использования оборудования АПКУ в телефонной сети общего пользования.

Одним из них является вариант, продемонстрированный на опытной. зоне, где узел коммутации дооборудован АПКУ-ИСС и выполняет функции совмещенного узла коммутации и управления услугами (рис. 7.24).

Необходимо отметить, что после разработки сетевого адаптера (АМТС-Ц) число типов узлов коммутации, с которыми будет возможно сопряжение АПКУ-ИСС, значительно расширится. При этом на его основе можно будет реализовать услуги не только зонового, но и местного уровней, создавая ИСС на базе цифрового коммутационного оборудования операторов (УИВС, АМТС/АТС, PATЬ).

Другой способ использования АПКУ-ИСС связан с возможностью его применения при построении единой ИСС. Это обусловлено тем, что в ряде случаев дооснащение действующих узлов функциями коммутации услуг и программно-аппаратными средствами ОКС # 7 еще долгое время будет технически и экономически нецелесообразным (до тех пор, пока не будет развита федеральная система ОКС # 7 и станут эксплуатироваться цифровые станции, в которых не реализованы функции коммутации услуг). В этом случае роль согласующих устройств между узлами коммутации и интеллектуальной надстройкой ИСС сможет выполнять АПКУ-ИСС. При этом системы коммутации, дооснащенные АПКУ-ИСС, будут восприниматься ИСС как узлы коммутации услуг. Сопряжение с ними АПКУ будет осуществляться по стандартному цифровому стыку G.703, а взаимодействие с другими узлами ИСС — по сети или выделенным каналам ОКС-7 в соответствии с прикладным протоколом INAP (рис. 7.25).

Третьим вариантом применения АПКУ является его использование в качестве согласующего оборудования узла управления услугами (рис. 7.26).

Поскольку рынок дополнительных услуг связи в России только начинает формироваться, большинство операторов опасаются инвестировать значительные средства в импортное оборудование ИСС, так как не уверены в быстрой его окупаемости. Вследствие этого наличие оборудования на телефонной сети, позволяющего уже сегодня быстро и с незначительными финансовыми затратами предоставлять коммерчески оправданные дополнительные услуги, представляется вполне закономерным.

Необходимо отметить, что АРКУ в том виде, как он был задуман и продолжает разрабатываться, можно считать достаточно универсальным устройством, позволяющим не только реализовать основные функциональные возможности ИСС на существующей аналогово-цифровой телефонной сети общего пользования, но и предопределить направления ее развития.

Таким образом, концепция ИСС оказалась тем недостающим звеном в эволюции сетевых технологий, которое позволит интегрировать не только услуги, но и сети связи на новой основе. ИСС следует рассматривать не только с позиций внедрения новых услуг, но и как архитектурную концепцию, основные особенности которой будут характерны для всех перспективных сетей связи.