Глава 7. Международная стандартизация требований к качеству услуг подвижной связи
7.1. Деятельность МСЭ по стандартизации качества услуг подвижной связи
Реалии современного рынка телекоммуникационных услуг таковы, что ценовая конкуренция все чаще уступает место неценовой конкуренции, и основу конкурентоспособности операторских компаний сегодня составляет стабильное качество предоставляемых услуг связи. Меняются соответственно и принципиальные подходы к оценке качества связи в целом, переходя от оценки характеристик сети к оценке качества предоставляемых услуг, т.е. характеристик служб.
Необходимость проведения технического аудита основных параметров качества услуг в сетях подвижной связи по единым критериям и методикам, получившим публичное одобрение, привела к образованию во всех важнейших международных органах стандартизации телекоммуникаций новых технических комитетов и проектных групп, работающих над обоснованием требований к качеству услуг связи.
Стандартизация технических требований к качеству услуг связи осуществляется на глобальном уровне Международным союзом электросвязи / International Telecommunications Union (МСЭ/ITU), на международном региональном уровне — Европейским институтом стандартизации электросвязи (ETSI), Ассоциацией телекоммуникационной промышленности (TIA), Американским национальным институтом стандартов (ANSI) и др. [1]. Все эти организации взаимодействуют друг с другом при разработке стандартов, особенно когда речь идет о стандартах глобального характера (например, для обеспечения соединения абонентов различных сетей связи через сети Интернет, 3G, NGN).
В ITU работы по стандартизации требований к качеству услуг связи проводятся исследовательскими комиссиями (SG), главным образом— Сектора стандартизации (ITU-Т) и Сектора радиосвязи (ITU-R) (рис. 7.1).
Ведущей исследовательской комиссией (SG) ITU-T в вопросах качества услуг связи является SG12 (Сквозные сетевые характеристики и качественные показатели для сетей и терминалов). Кроме того, в
Сектор стандартизации входят и другие исследовательские комиссии, работа которых также касается вопросов качества услуг связи:
SG2 (Услуги и эксплуатация сетей);
SG4 (Управление телекоммуникациями, включая TMN);
SG9 (Интегрированные кабельные сети широкого доступа, телевидение и звуковая передача);
SG11 (Требования к сигнализации, протоколы);
SG13 (Мульти протоколы и IP-сети, обеспечение межсетевого обмена);
SG15 (Оптические и другие виды транспортных сетей);
SG16 (Услуги мультимедиа, системы и терминалы);
SG17 (Сети для передачи данных и телекоммуникационное программное обеспечение);
SSG (IMT-2000 и следующие поколения).
Базовыми стандартами в области качества услуг связи, разработанными в ITU-Т, являются следующие Рекомендации;
G.1000 (Качество услуг связи). Дает общее определение QoS, требуемое для установления единого подхода к данной проблеме. (В области телекоммуникаций необходима согласованность в определении QoS, особенно в вопросах, касающихся сетей IP.)
G.1010 (Категории качества услуг мультимедиа с точки зрения конечного пользователя). Определяет категории QoS мультимедиа с точки зрения конечного пользователя. Рассматриваются ожидания пользователя в отношении качества услуг по ряду мультимедийных приложений на основе допустимых с его точки зрения задержке в передаче информации и ее потерь.
Е.800 (Термины и определения, относящиеся к качеству услуг связи и работе сетей, включая надежность). Определяет QoS как «суммарный эффект от параметров обслуживания, который устанавливает степень удовлетворения пользователя услугами связи».
Y.1514 (Параметры работы сетей для предоставления услуг, базирующихся на протоколе IP). Определяет классы QoS и некоторые параметры QoS для IP-сетей. Классы QoS предположительно будут служить основой для договоров между провайдерами (операторами) различных сетей, между конечными пользователями и провайдерами (операторами) сетей конечных пользователей.
J.163 (Динамическое QoS для услуг, предоставляемых в режиме реального времени по кабельным телевизионным сетям с использованием кабельных модемов). Определяет динамическое QoS, необходимое для многих приложений, требующих режима реального времени.
Х.140 (Параметры качества услуг связи применительно к сетям передачи данных общего пользования). Определяет набор параметров QoS для сетей передачи данных общего пользования.
Вопросы стандартизации качества услуг подвижной связи исследуются также в секторе ITU-R комиссией SG-8 (Мобильная связь, радио определение и радиолюбительская связь), в состав которой входят рабочая группа WP 8F (IMT-2000 и следующие поколения) и рабочая подгруппа WG R-Tech. В настоящее время в этой подгруппе разрабатывается, в частности, проект новой редакции Рекомендации М.1079-1 (Требования к качеству услуг для сетей доступа в международных сетях подвижной связи) [2]. В этой рекомендации определены требования к качеству услуг по передаче речи, данных, к качеству соединения/сеанса связи, а также интерфейсу в международных сетях подвижной связи.
Чтобы избежать дублирования деятельности в области качества услуг связи, осуществляемой различными органами, ITU предложил схему разграничения их полномочий (рис. 7.2). Она не только позволяет разграничить зоны ответственности, но и помогает определить требования к различным параметрам QoS для каждого участка соединения на отрезке конечный пользователь — конечный пользователь».
Рекомендации ITU не являются обязательными техническими требованиями (спецификациями) — по сути это стандарты де факто, на базе которых выпускаются технические требования и стандарты другими организациями, т.е. они не исключают принятия альтернативных решений, учитывающих национальные интересы отдельных стран и регионов.
7.2. Деятельность ETSI по стандартизации требований к качеству услуг подвижной связи
На территории Европы за процесс стандартизации в области телекоммуникаций, радиовещания и некоторых видов информационных технологий отвечает ETSI. Этот институт был создан в 1988 г. в результате реорганизации рабочих органов ЧЕРТ и официально признан Европейским союзом (EU) и Европейской ассоциацией свободной торговли (EFTA) в качестве европейского органа по стандартизации в области электросвязи. ETSI — независимая, некоммерческая организация, деятельность которой направлена на разработку телекоммуникационных стандартов как для существующих, так и для будущих систем электросвязи. Основной продукт ETSI — это документация на технические требования к различным видам оборудования электросвязи, ETSI тесно сотрудничает с другими организациями стандартизации во всем мире, внося свой вклад в процесс глобальной стандартизации. На конец 2004 г. институт включал в себя более 700 членов на пяти континентах, объединяя производителей, сетевых операторов и поставщиков услуг, администрации связи, исследовательские организации и пользователей в единый форум (всего 786 членов из 56 стран), в котором каждый из участников играет свою ключевую роль. Российская Федерация представлена в ETSI девятью членами (Мининформ связи РФ, НИИР, ЦНИИС, ОАО «Ростелеком», КБ Импульс и др.), что показывает важность роли, которую российское телекоммуникационное сообщество отводит деятельности ETSI.
Наступившие перемены в технической политике в области качества связи выразились в появлении в технических спецификациях специальных разделов, посвященных требованиям к качеству услуг, а также серий технических стандартов, детализирующих эти требования к отдельным системам и технологиям. При проектировании сетей связи новых поколений — 3G и NGN поддержку качества обслуживания осуществляют специальные службы этих сетей, реализованные на программно аппаратном уровне в рамках концепции Международной организации по стандартизации (OSI).
Перечень комитетов ETSI, занимающихся проблемами качества услуг связи и стандартизацией технических требований, обеспечивающих его заданный уровень для различных технологий связи и вещания приведен на рис. 7.3. Ведущая роль в области стандартизации требований к QoS принадлежит техническому комитету STQ (Качество услуг при передаче речи и данных) [1]. Основная задача комитета STQ состоит в координировании деятельности технических комитетов ETSI по вопросам качества передачи речи и данных между конечными пользователями. Комитет должен содействовать разработке оборудования передачи речи в существующих и перспективных сетях связи.
В полномочия технического комитета STQ входят:
• разработка новых технологий обработки речи, методов измерений качества для соответствующего оборудования и видов контрольной аппаратуры;
• определение технических параметров оборудования и сетей передачи речи;
• определение влияния устройств обработки речи на качество передаваемой информации и на качество передачи других сигналов;
• определение ограничений на оборудование с учетом специфичных факторов, таких как временная задержка, эхо, уровни полезного сигнала и шума, искажения, включая искажения при кодировании, и т.д.;
• определение взаимного влияния сигнальных и речевых сообщений, отражающегося на качестве передачи речи.
Текущая деятельность комитета STQ направлена на подготовку совместно с комитетом TR-41 TIA стандарта ES 202020 по согласованному пань-европейскому/Северо-Американскому плану исследования потерь и качества требований к их уровню для голосовых шлюзов IP-сетей. Комитет STQ разрабатывает стандарт на параметры QoS (с точки зрения пользователя), определяющий общие параметры, а также параметры услуг, оказываемых по телефону, факсу, модему, готовит технический отчет (TR) по параметрам QoS для межсетевого соединения. В настоящее время комитет STQ разрабатывает общие требования к QoS для подвижных сетей GSM/3G и начата работа по определению QoS для доступа в Интернет. Одним из направлений деятельности комитета STQ является работа по гармонизации терминологии, касающейся вопросов качества услуг связи. Так, проведенные исследования показали, что в стандартах и отчетах ETSI дано около 35 различных формулировок понятия качества услуг связи.
Технический комитет STQ координирует свою деятельность с деятельностью других комитетов в области стандартизации технических требований к качеству услуг связи: технического комитета TISPAN (Услуги и протоколы для перспективных сетей), а также партнерского проекта 3GPP.
Основной целью объединенного технического комитета TISPAN является определение технических возможностей для решения задач передачи речевых сообщений и предоставления других связанных услуг (передача факсимильных сообщений) по сети Интернет. Данные решения должны обеспечить двустороннее соединение абонентов сети Интернет с абонентами иных коммутируемых сетей, таких как телефонные сети общего пользования, цифровые сети с интеграцией служб и сети GSM. Ключевым моментом в данном случае является обеспечение качества услуг связи. В комитете TISPAN вопросы качества услуг передачи речи и данных находятся в компетенции рабочей группы WG 5. Кроме того, к области полномочий этого комитета относятся: сетевая архитектура и ее эволюция; объем сети; описание услуг для перспективного использования; связи между услугами и сетями; функциональные возможности и информационная поддержка услуг; требования к качеству услуг связи; технические требования к терминалам и сетевым компонентам; коммутационные функции и коммутационные системы ТфОП; системы сигнализации в сетях; сетевой доступ и его протоколы; нумерация, индикация, адресация; управление ресурсами сети. В комитете TISPAN вопросы качества услуг связи находятся также в ведении рабочих групп ЯРАМ 13 и SPAN 14.
Базовыми документами ETSI, в которых реализованы европейские подходы к определению систем управления качеством услуг и общие подходы к определению качества услуг связи, являются:
ETR 003: общие требования к качеству услуг связи [3];
ETR 138: параметры QoS для сетей передачи речи и данных (ONP, ISDN) [4].
В соответствии с отчетом ETR 138 для оценки QoS рекомендовано использовать девять стандартных параметров:
• количество жалоб (на линию доступа в год);
• долю неуспешных вызовов;
• время установления соединения;
• срок выполнения заказа на установку телефона (инсталляция);
• долю заказов, выполненных в срок;
• время ответа операторских служб;
• долю исправных таксофонов;
• время устранения неисправностей;
• долю неисправностей, устраненных в оговоренный срок.
Данные показатели не учитывают особенности сетей подвижной связи и поэтому комитет STQ создал специальную рабочую группу STQ Mobile и продолжил исследования, целью которых стала разработка технических параметров качества услуг подвижной связи в сетях GSM/3G и методов его измерения.
Особо следует отметить стандартизацию требований к QoS в рамках партнерского проекта 3GPP (рис. 7.4), Проект был создан в 1998 г. с целью разработки глобальных спецификаций для сетей подвижной связи третьего поколения, а также для сетей GSM. Проект объединяет помимо ETSI еще пять региональных организаций, занимающихся вопросами стандартизации в Азии и США, ряд ассоциаций и более 450 частных кампаний. Уже к концу 1999 г. 3GPP выпустил первую серию документов — Релиз 99, полностью охватывающих систему подвижной связи (около 300 технических спецификаций (TS) и технических отчетов (TR), касающихся UTRA, радио интерфейсов, архитектурных аспектов, концепции качества услуг связи (3G TR 23.907 версия 1.3.0, 1999), примерно 50 приложений, включая. MMS). В 2001 г. в 3GPP появилась новая серия документов — Релиз 4, основанная на Релизе 99 и дополненная спецификациями для TD-SCDMA, видео потока, а также элементов, необходимых для использования технологий GPRS и EDGE. В 2002 г. 3GPP выпустил Релиз 5, содержащий спецификации, касающиеся использования инфраструктуры IP-сетей для пакетной передачи голоса и мультимедийных услуг. Основными спецификациями в области QoS в этом релизе являются:
ЕТSI ТS123 107: UMTS; Качество услуг — концепция и архитектура (3GPP ТS23.107 версия 5.4.0 Релиз 5);
ETSI ТS129 208: UMTS; Качество услуг в цепочке «конечный пользователь — конечный пользователь» — сигнальные потоки (3GPP ТS 29.208 версия 5.1.0 Релиз 5);
ETSI TS 124 228: UMTS; Сигнальные потоки для контроля вызова IP-мультимедиа на базе SIP и SDP; Этап 3 (3GPP ТS24.228 версия 5.2.0 Релиз 5).
В 2003 г. 3GPP открыл новую серию технических спецификаций и документов — Релиз 6. Совместно с Релизом 5 они должны образовать часть стратегического плана, связывающего потребности телекоммуникационной отрасли с реальными прогнозами в области технологического прогресса.
В ближайшей перспективе предусматривается разработка спецификаций для доступа к высокоскоростной пакетной загрузке (High Speed Download Packet Access), что позволит обеспечить высокоскоростную передачу данных к терминалам 3G, а также спецификаций для мультимедийных систем на базе Интернет протокола (Internet Protocol Multimedia System), обеспечивающих гибкое соединение с мультимедийным и Интернет-доступом.
7.3. Требования стандартов ETSI к качеству услуг подвижной связи
Технические требования стандартов к качеству услуг подвижной связи вытекают из детальных исследований цепочки «конечный пользователь — конечный пользователь», которая имеет разный вид для различных услуг. Модели взаимодействия пользователей определены в гл. 6 и могут включать пользователей услуг связи как с двух сторон, так и с одной стороны. Изменение числа участников в цепочке изменяет и состав субъектов отношений при обеспечении качества услуг (см. рис. 6.4 и 6,5).
Из рис. 6.4 следует, что качество в цепочке предоставления услуг передачи данных и речи в сетях 2G/3G (QoS,,) может быть представлено в виде выражения
где QoSS-M — качество услуг на участке от абонента (S) до сети доступа (М) оператора сети подвижной связи (GSM, CDMA); QoSM-T — качество услуг на участке от сети доступа (М) оператора сети подвижной связи (GSM, CDMA) до транспортной сети (Т); QoST-M — качество услуг на участке от транспортной сети (Т) до сети распределения (М) другого оператора сети подвижной связи (GSM, CDMA); QoSM-S — качество услуг на участке от сети распределения (M) другого оператора сети подвижной связи (GSM, CDMA) до абонента (S) этой сети.
Из рис. 6.5 следует, что качество в цепочке предоставления информационных услуг в сетях 2G/3G может быть представлено в виде выражения
где QoSFM — качество услуг на участке от источника первичной информации (контент провайдера) до опорной сети (First Mile); QoSMM
— качество услуг на участке транспортной сети (Middle Mile); QoSLM
— качество услуг на участке от местного ISP (Интернет-провайдера), или MSO (мобильного оператора), или WSO (оператора беспроводного доступа до конечного пользователя) (Last Mile).
Реализация рассмотренного подхода позволяет формировать требования к качеству услуг, руководствуясь структурными и сетевыми особенностями функционирования сетей подвижной связи, а также их взаимодействия с внешними сетями связи, включая сети NGN.
Текущие исследования в области стандартизации требований к качеству услуг подвижной связи направлены в рамках деятельности комитета STQ на разработку следующих основных документов [4]:
• руководство ETSI EG-202057 (Критерии и методы измерения параметров QoS);
• стандарт ETSI TS 102250 (Технические аспекты требований к QoS для популярных услуг в сетях GSM и 3G).
Каждый из документов включает несколько частей. Структура руководства ETSI EG-202057 (Критерии и методы измерения параметров QoS) показана на рис. 7.5. Части 1 и 2 этого документа прошли этап одобрения и утверждены в качестве руководства. Работа над созданием частей 3 и 4 продолжается. Поэтому в ходе работы комитета могут быть учтены и позиции членов ETSI от России.
Разрабатываемый стандарт ЕТ81TS 102250 состоит из семи частей, охватывающих все основные стороны обеспечения и контроля качества услуг связи в сетях GSM и 3G [5, 6].
Часть 1. «Определение технических аспектов качества услуг». Определяются технические аспекты качества основных услуг в сетях GSM и 3G. Приводится список технических параметров качества для каждой услуги с учетом особенностей ее предоставления. Технические параметры QoS определяются (выбираются) с позиции удобства и возможностей их количественной оценки.
Часть 2. «Определение параметров качества услуг и порядок их расчета». Определяются параметры качества основных услуг в сетях GSM и 3G и порядок их расчета. Технические параметры, приведенные в ч. 1, являются базисом для расчета параметров QoS. Приводятся общие определения параметров QoS и описания методов измерения технических показателей, необходимых для расчета параметра QoS в соответствии с контрольными (триггерными) точками. Контрольные точки характеризуют состояние сети при предоставлении рассматриваемой услуги.
Часть 3. «Типовые процедуры для оборудования, измеряющего параметры качества услуг». Устанавливаются типовые процедуры, используемые при измерениях параметров QoS.
Часть 4. «Требования к оборудованию, измеряющему параметры качества услуг». Определяются минимальные требования к оборудованию измерения параметров QoS сетей GSM и 3G в случаях, когда для расчета параметров QoS необходимо знать значения контрольных точек, как определено в ч. 2, и иметь возможность измерить их в соответствии с процедурами, определенными в ч. 3. (Измерительное оборудование, удовлетворяющее этим минимальным требованиям, позволит проводить предлагаемые измерения QoS надежным и воспроизводимым способом.)
Часть 5. «Определение типовых подходов к измерению QoS». Определяются типовые подходы к установлению контрольных точек сетей GSM и 3G внутри и за пределами их национальных границ. Это необходимо в случае выполнения специальных измерений в соответствии с решением потребителей провести сравнение параметров, точно следуя программе измерений QoS.
Часть 6. «После опытные и статистические методы измерения QoS». Определяются процедуры, которые должны быть использованы при статистической обработке результатов измерения параметров QoS для сетей GSM и 3G.
Часть 7. «Методология обработки результатов тестовых испытаний». Определяются методы, позволяющие проводить сравнительную оценку качества услуг различных сетей исходя из требований репрезентативности (достаточности), объективности, точности и надежности. Эти методы не связаны с оценкой качества услуг в условиях реального трафика, так как он зависит от конкретной инфраструктуры сети, а базируются на статистических результатах измерений параметров QoS сетей GSM или 3G, получаемых при натурных (тестовых) испытаниях.
Таким образом, разрабатываемая ETSI совокупность технических руководств и стандартов в области качества услуг подвижной связи позволит сертифицировать и контролировать устанавливаемые ими гармонизированные требования для всех европейских операторов на основе открытых и публичных процедур утверждения этих документов. Данная ситуация обеспечит равные условия конкуренции в области качества услуг связи на европейском телекоммуникационном рынке. Задача Администрации связи России — оценить влияние европейских стандартов в области качества услуг на развитие подвижной связи Европы и принять решение о присоединении к ним в части национальных требований, обеспечив тем самым позиционирование России в европейском экономическом и телекоммуникационном пространстве.
Глава 8. Управление качеством услуг подвижной связи
8.1. Стандартизация требований к системе управления качеством услуг
связи
Внедрение новых радиотехнологий связи и вещания, позволяющих поставлять на телекоммуникационный рынок все большее количество услуг связи, заставляет мировое телекоммуникационное сообщество взглянуть на качество и управление качеством, как на один из важнейших факторов эффективного развития рынка услуг связи. В настоящее время во всем мире требования потребителей к качеству услуг связи стали более дифференцированными и жесткими, что необходимо учитывать операторам связи для обеспечения эффективности их деятельности.
Европейская потребительская комиссия сформулировала следующие обязательства операторов перед всеми потребителями услуг связи, включая конечных пользователей [1]:
• обеспечение безопасности и надежности предоставления услуг;
• установление разумного уровня цен;
• разделение функций регулятора и операторов по организационным и экономическим вопросам;
• обеспечение простоты (прозрачности) взаиморасчетов и тарифов на услуги;
• использование единых параметров качества услуг;
• наличие списка арбитражных ситуаций;
• предоставление специальных льгот для людей с ограниченными возможностями;
• обеспечение минимального уровня обслуживания для людей с низкими доходами;
• отход от кроссубсидирования услуг для исключения недобросовестной конкуренции;
• регулирование качества услуг, занимающих на рынке долю более 25 %.
Указанные обязательства могут быть достигнуты на основе создания современных и совершенных систем управления качеством услуг связи, закладываемых при проектировании архитектурных решений для сетей связи новых поколений.
Система управления качеством услуг связи представляет собой систему мер, которые обеспечивают соответствие качества услуг связи установленным требованиям. Целью управления качеством услуг связи является максимальное удовлетворение пользователя услугой для повышения уровня спроса на нее.
Система управления качеством обеспечивает [2]:
• ответственность лиц, осуществляющих управление;
• системный подход к управлению качеством;
• обоснование параметров качества;
• оценку содержания договоров с потребителями;
• закупки и поставки услуг;
• описание предоставляемых видов услуг;
• отслеживание продвижения услуг на рынке;
• контроль качества услуг;
• измерения параметров качества услуг;
• оценку роли контроля;
• внутренний аудит качества;
• повышение квалификации персонала;
• выполнение требований клиентов к качеству услуг.
Стандарты систем управления качеством базируются на принципах индивидуальной ответственности поставщика услуг, контроля данных о качестве услуг и эффективного администрирования.
Стандартизация систем управления качеством услуг связи необходима для контроля качества технологических процессов предоставления услуг связи и согласования возможностей всех элементов организации деятельности операторов связи и сетей общего пользования (часто принадлежащих разным операторам).
Международная система стандартов управления качеством базируется на концепции TQM (Total Quality Management — комплексное управление качеством), которая отражена в стандартах Международной организации по стандартизации (ISO). Концепция позволяет:
• на уровне технологического процесса предоставления конечной услуги использовать только стандартизованные параметры качества;
• использовать количественные показатели качества услуги и обслуживания конечного потребителя;
• публиковать данные о значении количественного показателя качества, достигнутом и гарантируемом оператором, предоставляющем услугу;
• отразить технические характеристики работы оборудования систем связи и качество их обслуживания;
• отразить уровень качества услуг в договорах о взаимодействии между операторами или в лицензии на право операторской деятельности, или в других внутриотраслевых документах.
В настоящее время вместо более 20 действующих стандартов ISO ранних редакций используется семейство стандартов ISO серии 9000 версии 2000 г., которое состоит из четырех стандартов [3-6]:
1. ISO 9000. Содержит концепцию менеджмента качества и терминологию.
2. ISO 9001. Устанавливает минимальный набор требований к системам управления качеством, применяемый для сертификации и аудита. Новая версия этого стандарта — стандарт ISO 2000 отменяет и заменяет сразу три существующих стандарта: ISO 9001:1994; ISO 9002:1994 и ISO 9003:1994.
3. ISO 9004. Содержит методические указания по созданию систем менеджмента качества, ориентированных на высокую эффективность деятельности предприятия. И этот и предыдущий стандарты применяются ко всем категориям продукции и составляют основу требований, которые могут быть разработаны в соответствующих отраслях.
4. ISO 9011. Определяет основные правила и процедуры оценки качества системы управления качеством.
Европейская система управления качеством базируется на формировании общих подходов (верхний уровень) и специализированных отраслевых подходах (нижний уровень). Верхний уровень системы обеспечивается стандартами ISO и Потребительской комиссией ЕС, нижний уровень — стандартами на технические требования к качеству услуг в сетях связи, разрабатываемыми ETSI. Соответствие требованиям стандартов подтверждается сертификацией. Сертификация качества услуг осуществляется в отношении операторов связи, разработавших необходимую документацию по управлению качеством услуг и прошедших требуемые национальные или международные процедуры сертификации. После сертификации качества услуг оператор может претендовать на сертификат по определенному стандарту. Такой сертификат, как правило, выдается независимыми организациями, занимающимися аудитом качества. Получение оператором сертификата качества услуг является важным обстоятельством повышения конкурентоспособности оператора.
Нарушение требований к качеству услуг — одна из причин, по которой может быть отозвана или не выдана лицензия на право операторской деятельности. Нарушение заключается в несоответствии качества предоставляемых услуг уровню качества, определенному национальными стандартами, международными требованиями и другими нормативными документами.
Сертификат является внешней оценкой качества услуг связи.
В основе системы управления качеством услуг связи лежит собственный или внутренний аудит. При этом работа начинается с определения новых потребностей абонентов, представляющих определенный сектор телекоммуникационного рынка. Регулятор (Администрация связи) со своей стороны также может контролировать качество услуг связи операторов, выясняя предпочтения потребителей с помощью известных маркетинговых процедур изучения рынка и привлекая для этого независимых экспертов.
8.2. Общие требования к качеству услуг сетей связи
Требования к качеству услуг связи должны быть представлены в виде параметров, которые могут быть протестированы оператором и оценены потребителем услуг связи. В соответствии с требованиями ITU и ETSI все эти параметры должны достаточно просто количественно и качественно оцениваться, быть удобными для аудита, иметь стандарты для сравнения.
Базовый уровень требований европейской системы управления качеством услуг связи в настоящее время обеспечивается следующими документами ETSI: ETR 003 [1], определяющим общие требования к качеству услуг связи, и ETR 138 [7], устанавливающим параметры качества услуг связи для сетей передачи речи и данных (ONP, ISDN). Европейские подходы к определению параметров качества услуг связи основываются на:
• запросах пользователя (абонента) к качеству услуг связи;
• качестве услуг, предлагаемом оператором или определяемом видом услуги связи;
• качестве услуг, достижимом оператором или определяемым видом услуги связи;
• качестве услуг, приемлемом пользователем (абонентом). Принципы, на которых должна базироваться система управленим качеством услуг сетей связи, состоят в следующем.
Принцип 1. Параметры качества услуг связи должны быть простыми и понятными для пользователей.
Принцип 2. Параметры качества услуг связи должны контролироваться при подключенной сети. Измерения должны проводиться в процессе представления услуг на основе реального трафика, а не тестовых звонков.
Принцип 3. Параметры качества услуг связи должны контролироваться независимыми организациями. Контроль может быть осуществлен путем прямого измерения или путем аудиторской проверки.
Принцип 4. Точность оценки параметров качества услуг связи зависит от методов измерений, которые должны быть простыми и дешевыми.
Принцип 5. Параметры качества услуг связи рассчитываются на основе простых статистических оценок. Требования к методам оценок, включая требования по отбору значимых статистических выборок, определены в стандартах ETSI.
Качество предоставленной пользователю услуги зависит от качества услуг операторов сетей подвижной связи, местных сетей, оконечных международных станций. При определении качества услуги связи важно знать, где кончается сеть каждого оператора в цепочке «конечный пользователь — конечный пользователь». По характеру деятельности операторов связи можно разделить на операторов конечных услуг и операторов опорных (базовых) сетей. Первые имеют непосредственный контакт с пользователем — потребителем услуг связи. Поэтому основная часть их доходов определяется количеством предоставленных пользователю услуг и ценой услуги. Основная часть доходов операторов опорной сети, получаемая за предоставленные транспортные и сетевые мощности, образуется в результате взаиморасчетов с другими операторами.
Подходы к определению качества услуг связи (QoS) пользователя, конечного поставщика услуг и оператора базовой или транспортной сети и их взаимодействие показаны на рис. 8.1. Схема поясняет принципы управления качеством услуг в цепочке «конечный пользователь — конечный пользователь». Более детальное раскрытие взаимосвязей между этими подходами (рис. 8.2) показывает их достаточную сложность, необходимость структурирования и реализации системного подхода при управлении качеством услуг связи на всех этапах их предоставления.
Документы ITU и ETSI, определяющие модели оценки параметров
качества услуг связи, основаны на матрицах качества». На начальном периоде формирования международной системы управления качеством услуг связи использовалась матрица 3х3, которая содержится в Рекомендациях ITU и определяет качество услуг для телефонных аналоговых и цифровых сетей, а также сетей передачи данных [8, 9]. Последние документы ITU и ETSI существенно расширили матрицу качества, которая в настоящее время имеет размер 11х7 и включает ряд дополнительных параметров качества: скорость, достоверность, доступность, надежность, безопасность, простота, гибкость. Все эти параметры расположены в вертикальных столбцах матрицы. Для управления качеством услуг используется совокупность функций, образующих группу управления обслуживанием и группу технического качества соединений. Эти группы образуют горизонтальные строки матрицы качества. В первую группу включены: продажа, предоставление услуг, изменения (вариации) услуг, поддержка услуг, ремонт (восстановление), прекращение обслуживания; во вторую группу — установление соединения, передача I информации, прерывание соединения.
Ввиду определенной близости параметров функционирования сети (KPI) и параметров качества услуг (QoS) в документах ITU и ETSI описаны сходства и различия между качеством услуг связи и характеристиками функционирования сети (NP), которые необязательно относятся к цепочке «конечный пользователь — конечный пользователь».
8.3. Управление качеством услуг в сетях 2G/3G
Исходя из анализа эволюционного развития сетей подвижной связи второго и третьего поколения, можно выделить следующие этапы обеспечения управления качеством услуг в этих сетях:
• управление качеством услуг в сетях GSM;
• управление качеством услуг в сетях GPRS (Релиз 98);
• управление качеством услуг в сетях UMTS ранних версий (Релизы 99и 4);
• управление качеством услуг в сетях UMTS (Релиз 5).
Эволюция базового стандарта подвижной связи GSM включала две фазы: в 1992 г. — фаза 1 и в 1995 г. — фаза 2, а также выпуск Релизов 96, 97, 98, определивших концепцию технологии GSM/GPRS. Однако к: решению проблем управления качеством услуг в сетях GSM разработчики этих стандартов подошли только на этапе создания технологии GPRS. Развитием фазы 2 стандарта GSM стало добавление в существующую инфраструктуру сети GSM узлов обслуживания и центров обслуживания, для которых спецификациями GSM определяют необходимые -. интерфейсы. Структура и системная реализация центров и узлов обслуживания этими спецификациями не заданы, и они носят открытый характер. Центры и узлы обслуживания были названы платформой дополнительных важных услуг (VAS). Минимально платформа VAS обычно содержит два элемента: центр передачи коротких сообщений (SMSC) и систему речевой почты (VMS). С технической точки зрения оборудование платформы VAS относительно простое и предназначено для обеспечения определенного типа услуг. Платформы используют стандартные интерфейсы для взаимодействия с сетью GSM и могут иметь внешние интерфейсы для взаимодействия с другими сетями.
Базовый стандарт GSM и платформа VAS предназначены в основном для предоставления массовых услуг, но запросы конечных пользователей диктуют необходимость создания услуг индивидуального типа. х Для обеспечения этого концепция интеллектуальной сети (IN) была интегрирована с концепцией сети GSM.
Первоначально абоненты сетей 68М пользовались низкоскоростными (12,2 кбит/с) услугами передачи данных с коммутацией каналов. В ходе дальнейшей эволюции GSM появилась технология HSCSD на базе коммутации каналов со скоростью передачи 40-50 кбит/с, а также технологии GPRS для высокоскоростных услуг пакетной передачи данных.
Управление качеством услуг в сетях GSM-900/1800 осуществляется оператором в ходе системного проектирования и обеспечивается за счет управления качеством радио покрытия сети, т.е. качество услуг сохраняется до тех пор, пока допустимый уровень полезного сигнала базовой станции соответствует требуемому на входе абонентского терминала.
Эволюция управления качеством услуг в сетях GSM началась с изменения архитектуры сети и выпуска Релиза 97/98, в котором была стандартизована технология GPRS. Использование технологии пакетной коммутации предъявило высокие требования к основным параметрам, определяющим качество услуг связи сети GPRS. Главная особенность Релиза 97 заключалась во внедрении для технологии GPRS концепции службы обмена данными (GPRS Bearer Service), которая была основой управления качеством услуг связи для сетей GPRS. Служба обмена данными GPRS базируется на концепции PDP-контекста (Packet Data Protocol context), который, по существу, устанавливает логическую связь между абонентским терминалом (AT) и узлом шлюза поддержки GPRS, называемым GGSN, для передачи IP-трафика в прямом направлении от GGSN к AT и в обратном направлении — от AT к GGSN. Хотя концепция PDP-контекста была представлена для сетей GSM/GPRS, стандарты, разрабатываемые группой 3GPP ETSI, содержали дальнейшее развитие этой концепции, реализованной в архитектуре сетей UMTS и обеспечивающей поддержку разнообразных новых требований к качеству услуг. Первый стандарт GPRS (Релиз 97/98) позволял одной подвижной станции иметь сложные синхронные PDP-контексты, но они все требовали выделенных PDP-адресов. Эта задача была решена в Релизе 99, который определил возможность использования нескольких PDP-контекстов на один PDP-адрес, причем каждый из этих PDP-контекстов обладает собственным профилем (алгоритмом) управления качеством услуг.
Теоретически, технология GPRS обеспечивает требования разработчиков к QoS, но на практике это выполняется не всегда. Причина заключается в том, что трафик высокоскоростных услуг передачи данных, обрабатываемый с использованием технологии GPRS в сети GSM, всегда имеет вторичный приоритет по сравнению с трафиком речевых услуг, т.е. для его передачи пользуются незадействованными ресурсами интерфейса Um (радио интерфейс сети GSM/GPRS). Поскольку эти незадействованные ресурсы носят временную неоднородность и не всегда точно известны, то нельзя гарантировать их полное использование для услуг GPRS в виде определенных частотно-временных ресурсов сети (требуемое число частотных каналов и временных позиций в передаваемых кадрах), следовательно, нельзя гарантировать и качество услуг.
Для параметров, определяющих качество услуг передачи пакетных данных, в сетях GSM/GPRS установлено несколько градаций [10]:
• три уровня приоритета обслуживания (высокий, нормальный и низкий);
• три класса надежности обслуживания: от 1-го (≤10-9) до 3-го (> 10-2);
• четыре класса задержки обслуживания: от 1-го (короткая задержка) до 4-го (фоновый режим).
Эти параметры качества услуг в сетях GSM/GPRS определяют ряд характеристик ТСР/UDP-протоколов, используемых для сеансов передачи данных и речи в режиме пакетной коммутации с применением IP.
При определении параметров качества услуг в сетях GSM/GPRS обычно рассматриваются следующие случаи нарушения порядка передачи данных, влияющие на качество услуг:
• потеря пакетов;
• повторная передача пакетов вследствие их потери;
• нарушение порядка приема пакетов;
• нарушение внутренней структуры данных пакета. Классы задержки, приведенные в табл. 8.1, определены с учетом допустимых изменений, внесенных повторами передачи вследствие потерь пакетов данных. Эти потери критичны для используемого в сети GSM/GPRS протокола ТСР. Задержка передачи данных в сети GSM/GPRS определяется как время, необходимое для передачи данных в цепочке «конечный пользователь — конечный пользователь» между двумя мобильными телефонами или между мобильным телефоном и интерфейсом Gi, который соединяет шлюз узла пакетных данных
GGSN и внешнюю сеть передачи пакетных данных (PDN) по протоколам Х.25 или IP. Эта задержка включает задержку на запрос и распределение радио ресурсов и транзитную задержку в опорной (базовой) сети GSM/GPRS. Задержка передачи данных во внешней сети по отношению к сети GSM/GPRS в нее не включается.
Классы надежности и требования к потерям данных при передаче пакетов с учетом вероятности потери пакета, вероятности повторной передачи пакетов, вероятности нарушения порядка приема пакетов и вероятности нарушения структуры пакетов приведены в табл. 8.2.
Концепция управления качеством услуг связи в сетях 3G, в отличие от аналогичной концепции в сетях 2G+, является более гибкой и обеспечивает их саморазвитие на основе служб обмена данными сети (UMTS Bearer Services), которые осуществляют транспортировку данных на соответствующем уровне и поддерживают различные внутрисистемные функции, включая управление качеством услуг. Многоуровневая архитектура службы обмена данными сети UMTS состоит из двух частей: службы обмена данными сети радиодоступа (Radio Access Bearer, RAB) и базовой сети (Core Network Bearer, CNB) [11, 12]. Службы обмена данными сети UMTS, играющие ведущую роль в обеспечении качества услуг в цепочке «конечный пользователь — конечный пользователь», позволяют проводить обмен данными на основе определенных протоколов и внедрять любые новые услуги 3G.
Качество услуг в сетях UMTS обычно характеризуется рядом параметров: максимальной скоростью передачи данных, гарантированной скоростью передачи данных, надежностью, временем задержки передачи данных, приоритетом обработки трафика. Первые два параметра предназначены для контроля за обеспечением резервирования кодовых комбинаций в радио интерфейсе, определения максимальной скорости для различных видов приложений, а также распределения сетевых ресурсов UMTS и контроля за доступом к этим ресурсам. Надежность передачи данных характеризует допустимый процент ошибок в канале, а также требования к нему для конкретных приложений сети. Время задержки передачи данных определяет допустимую задержку для конкретного приложения сети, а приоритет обработки трафика — относительную важность обрабатываемого сетью UMTS трафика.
Системы сотовой связи нового поколения 3G, в частности UMTS, предоставляют широкие возможности по обеспечению качества услуг передачи данных. Эти возможности базируются на динамическом управлении распределением ресурсов сети между услугами с различным качеством. По сравнению с GSM система UMTS имеет новую важную особенность — она может согласовывать характеристики радиоканала как переносчика информации с целью обеспечения заданного качества предоставляемых услуг. С точки зрения QoS наиболее критичной является сеть радиодоступа (UTRAN) из-за значительной ограниченности своего ресурса, эффективное использование которого обеспечивается функцией управления радио ресурсами (Radio Resource Management, RRM). RRM гарантирует качество обслуживания, а также поддерживает запланированную зону покрытия и требуемую пропускную способность сети.
Основными функциями элементов UTRAN по обеспечению качества услуг являются:
• управление мощностью излучения;
• управление загрузкой сети (сокращает нагрузку в пиковых ситуациях, организует очереди в передаче пользовательских данных и др.);
• управление хэндовером (управление подвижной станцией в ходе ее эстафетной передачи из одной ячейки в другую, уменьшение внутрисистемных помех как внутри собственной ячейки, так и в смежных ячейках);
• управление доступом (управление доступом новых пользователей к сети в зависимости от ее загрузки приоритета пользователя и готовности свободного радио ресурса, реконфигурация транспортных и физических каналов);
• распределение пакетов данных. Управление ресурсами радиосети в интересах QoS предполагает определение (согласование) параметров RRM на этапе планирования и оптимизации сети. Такими параметрами являются:
• запас помехозащищенности (66льшая допустимая загрузка системы требует большего запаса помехозащищенности);
• запас на быстрые замирания (для резерва управления мощностью излучения необходим резерв мощности передатчика абонентского терминала);
• выигрыш пропускной способности сети при мягком хэндовере (обусловлен слабой корреляцией медленных замираний сигналов от разных базовых станций вследствие их пространственного разнесения);
• требуемое отношение сигнал/шум для конкретных услуг (зависит от профиля многолучевости, скорости перемещения абонента и др.), Планирование и оптимизация сетей UTRAN является ключевым фактором гарантированного предоставления пользователям различных видов услуг с мультимедийным трафиком требуемого качества. Совершенствование алгоритмов, позволяющих эффективно распределять ресурсы радиосети между услугами, обеспечит повышение качества предоставления высокоскоростных услуг передачи данных.
Глава 9. Особенности управления качеством услуг в сети UMTS
Концепция архитектуры сети UMTS как многоуровневой иерархической системы, предполагает объединение физических уровней системы на основе доменов (структурных подсистем) и объединение ее функциональных уровней на основе вертикальных плоскостей и горизонтальных уровней. Деление сети UMTS на домены (рис. 9.1) является результатом выполнения требований по обеспечению эволюции существующей сетевой инфраструктуры, например инфраструктуры GSM, N-ISDN, В-ISDN или PDN.
Для взаимодействия доменов сети UMTS вводятся опорные точки входа и выхода подсистем, увязывающие подсистемы в единую систему по совокупности стандартизованных входных и выходных информационных, технических и сетевых параметров. Совокупность опорных точек сети UMTS включает [1, 2]:
Cu — опорную точку между доменом модуля идентификации абонента и доменом оборудования подвижной связи;
lu — опорную точку между доменом сети доступа и доменом сети обслуживания;
Uu — опорную точку (радио интерфейс UMTS) между доменом абонентского оборудования и доменом инфраструктуры;
Yu — опорную точку между доменом сети обслуживания и доменом транзитной сети;
Zu — опорную точку между доменом сети обслуживания и доменом домашней сети.
В то же время, согласно концепции IMT-2000, системная архитектура сетей 36 подразделяется на две составные части: сеть радиодоступа и базовую сеть. На рис. 9.2 представлена системная архитектура UMTS [3-4] с указанием основных интерфейсов. В структуре системы выделены следующие функциональные подсистемы: UE — абонентское оборудование, UTRAN — сеть радиодоступа, CN — базовая сеть, а также внешние сети. Рассмотрим функциональные элементы каждой подсистемы.
Абонентское оборудование (или абонентские терминалы) UE представляет собой мобильные терминалы, которые посредством радиоинтерфейса Uu взаимодействуют с базовыми станциями сети. Основное отличие абонентских терминалов сети UMTS от аналогичных устройств сетей 2G состоит в их расширенной функциональности, обеспечиваемой высокими скоростями передачи информации. Абонентское оборудование включает два элемента:
• абонентский терминал МЕ для связи по радио интерфейсу Uu; терминал состоит из приемопередающего оборудования МТи терминального оборудования ТЕ, реализующего конечную услугу;
• модуль идентификации абонента USIM, представляющий собой интеллектуальную карту с идентификационными данными абонента и выполняющий алгоритмы опознавания, хранения и идентификации абонента.
Сеть радиодоступа UTRAN также включает два типа элементов:
• базовые станции Node В;
• контроллеры радиосетей RNC. Базовые станции Node В образуют радиоканалы по радио интерфейсу Uu с абонентским оборудованием. В функции базовой станции (БС) входит;
• обработка сигнала на физическом уровне (канальное кодирование и перемежение, выравнивание скоростей потоков данных, расширение спектра сигнала и др.);
• выполнение некоторых задач управления радио ресурсом (таких, как управление мощностью в закрытой цепи и др.);
• конвертирование транспортных потоков данных между интерфейсами lub и Uu.
Базовая станция типовой конфигурации обслуживает до шести секторов, предоставляя до трех несущих на один сектор.
Контроллер радиосети RNC выполняет функции управления радио ресурсами сети UTRAN, основными из которых являются:
• управление загрузкой и контроль перегрузки сот;
• управление допуском в сеть и выделение кодов для новых соединений с использованием радиоинтерфейса;
• регулирование приоритетности и очередности соединений;
• управление соединениями и мониторинг состояния радиоинтерфейса.
Контроллеры RNC соединяются с базовыми станциями и могут поддерживать от нескольких БС до нескольких десятков БС. Контроллер вместе с подключенными к нему БС образует подсистему радиодоступа RNS, совокупность которых образует сеть радиодоступа UTRAN.
Базовая сеть CN содержит ряд элементов, основными из которых являются:
• центр коммутации MSC/VLR, в котором объединены коммутатор мобильной связи MSC и база данных перемещения абонентов VLR;
• зональный центр коммутации GMSC;
• сервисный узел пакетного трафика SGSN;
• шлюзовой сервисный узел пакетного трафика GGSN;
• база данных местоположения абонентов HLR.
Центр коммутации MSC/VLR является центральным элементом сети, обслуживающим несколько подсистем радиодоступа RNS и обеспечивающим все виды соединений.
Функции коммутатора мобильной связи МSС состоят в:
• осуществлении соединений для режима с коммутацией каналов (CS-режима), включая обмен между различными сетевыми элементами внутри сети UMTS, в том числе между элементами сети UTRAN;
• обеспечении соединения с другими центрами коммутации, в частности с зональными центрами коммутации GMSC и другими службами;
• работе в качестве шлюза к внешним сетям для CS-режима.
База данных перемещения абонентов VLR содержит копию списка подключенных услуг связи для визитных абонентов, а также точную информацию о местоположении абонентской станции в рамках обслуживающей системы.
Зональный центр коммутации GMSC осуществляет коммутацию между сетью UMTS и внешними CS-сетями.
База данных местоположения абонентов HLR представляет собой справочную базу данных о постоянно зарегистрированных в сети абонентах. В ней содержатся идентификационные номера и адреса, а также параметры подлинности абонентов, состав подключенных услуг связи, специальная информация о маршрутизации и данные о роуминге абонента.
Пакетная передача данных в сети UMTS обеспечивается узлами SGSN и GGSN.
Сервисный узел пакетного трафика SGSN выполняет функции, аналогичные функциям М$С, но для режима с коммутацией пакетов (PS режима).
Шлюзовой сервисный узел пакетного трафика GGSN является интерфейсным узлом, обеспечивающим маршрутизацию пакетных данных сети UMTS во внешние PS-сети и обратно. MSC/VLR и GMSC. образуют CS-домен базовой сети, обеспечивающий режим передачи данных с коммутацией каналов, а SGSN и GGSN — PS-домен базовой сети, обеспечивающий режим передачи данных с коммутацией пакетов.
Совокупность сетей UTRAN и CN образует сеть UMTS, на базе которой создают сеть сухопутной подвижной связи общего пользования PLMN. Сети PLMN могут быть соединены как друг с другом, так и с другими внешними сетями.
Внешние сети, с которыми взаимодействует UMTS, можно разделить на два типа: работающие в режиме коммутации каналов (например, телефонная сеть общего пользования PSTN или интегрированная сеть передачи данных ISDN); работающие в режиме коммутации пакетов (например, сеть Интернет).
Отметим следующие особенности сети UMTS:
• сеть радиодоступа UTRAN обеспечивает мягкий хэндовер через две базовые станции или более и управление радио ресурсами (RRM);
• архитектура сети UMTS обеспечивает максимальную унификацию для режимов передачи данных с коммутацией каналов и с коммутацией пакетов;
• архитектура сети UMTS обеспечивает максимальную унификацию с архитектурой сетей GSM;
• АТМ-технология транспортировки данных использована как главный механизм транспортировки данных в сети радиодоступа UTRAN (Релиз 99);
• архитектура сети UMTS на следующих этапах развития (Релиз 5 и далее) будет строиться на IP-технологии транспортировки данных в сети радиодоступа UTRAN.
9.2. Принципы и каналы управления сетью UMTS
Основная задача сети радиодоступа UTRAN — управление радио ресурсами сети UMTS. Принципы управления, используемые для решения этой системной задачи, состоят в:
• использовании многоуровневой системы управления как терминальным, так и базовым оборудованием (сетевым и радио), что позволяет разделять циркулирующие потоки информации на логическую, транспортную и физическую;
• введении служб обмена данными сети радиодоступа RAB и базовой сети CNB в качестве основного средства взаимодействия уровней управления как внутри сети на различных по уровню иерархии, так и межсетевого обмена.
Функции управления осуществляются с помощью четырех главных интерфейсов:
Uu — интерфейса между абонентскими и базовыми станциями (радио интерфейс);
lub — интерфейса между базовыми станциями и контроллерами;
lur — интерфейса между контроллерами;
lu — интерфейса между контроллерами и базовой сетью. По радио интерфейсу Uu происходит обмен данными и служебной информацией между абонентскими и базовыми станциями сети UMTS. Его принято обозначать термином UTRA [3]. Радиоинтерфейс UTRA включает в себя две различные технологии радиодоступа: W-СDMA (UTRA FDD) и TD-СDMA (UTRA TDD), каждая из которых используется на своем уровне иерархии в сети базовых станций RNS.
С помощью логического интерфейса lub контроллеры RNC соединяются с базовыми станциями и обеспечивают управление ими. Контроллеры RNC также соединены друг с другом посредством логического интерфейса lur. Этот интерфейс может быть реализован прямым соединением контроллеров RNC или их соединением с использованием любой другой транспортной сети. При наличии такого соединения можно обеспечить мягкий хэндовер при переходе абонентского терминала из зоны ответственности одного RNC в зону ответственности другого RNC, а также реализовать макро разнесенный прием между двумя базовыми станциями, соединенными с разными контроллерами RNC.
С помощью интерфейса lu несколько подсистем радиодоступа RNS, объединенных в сеть радиодоступа UTRAN, соединяются с базовой сетью. Данный интерфейс предоставляет возможность логического выбора в базовой сети домена с коммутацией каналов (CS-домена) или домена с коммутацией пакетов (PS-домена) на основе разделения на интерфейсы:
lu-CS — интерфейс для потока данных с коммутацией каналов, базирующийся на транспортных протоколах ATM (Asynchronous Transfer Mode),
lu-PS — интерфейс для потока данных с коммутацией пакетов, базирующийся предпочтительно на транспортных протоколах IP.
В зависимости от классов трафика сети UMTS, определяющих скорость передачи данных и чувствительность к задержке и тем самым— принципы коммутации, подсистема радиодоступа RNS может взаимодействовать как с системой коммутации МSС/VLR, так и с сервисным узлом пакетного трафика SGSN посредством соответствующих интерфейсов. Пример такого взаимодействия показан на рис. 9.3.
Организация управления сетью радиодоступа UTRAN показана на рис. 9.4. Как видно из этого рисунка, система управления и обслуживания сети UMTS (система 08M) содержит модуль управления сетью радиодоступа UTRAN, который взаимодействует по специальным внутри сетевым интерфейсам как с контроллерами радиосети, так и с базовыми станциями. В функции модуля управления сетью радиодоступа UTRAN входит:
• контроль состояния сетевых элементов сети UTRAN и связей между ними;
• мониторинг ошибок при передаче данных между базовой сетью и абонентским терминалом;
• динамическая реконфигурация сети радиодоступа UTRAN (перераспределение сетевых ресурсов при обнаружении отказов) и др.
Функциональные возможности и управляющие функции сети UMTS рассматриваются ее разработчиками через термин «канал». Эти возможности определяют виды требуемых каналов и их внутреннюю организацию.
Организация каналов передачи информации в сети UMTS
Сеть UMTS использует трехуровневую организацию каналов: логические, транспортные и физические каналы.
Под физическими каналами (PCH) в UMTS понимаются каналы передачи данных, образуемые за счет использования радиоинтерфейса W-СDMA. Каждый физический канал имеет свой широкополосный код, который позволяет различать этот канал среди других физических каналов. Абонентский терминал (AT) позволяет работать с выделенными и общими физическими каналами или с обоими сразу. Выделенным физическим каналом может пользоваться только конкретный AT, а общие физические каналы доступны множеству АТ в обслуживаемой соте.
Транспортные каналы (ТСН) в UMTS служат для транспортировки данных с физического уровня сети на уровень 2 (канальный уровень). Каналы ТСН преобразуются в каналы РСН с использованием специальных процедур BRP, которые имеют свою специфику при передаче данных в линиях «вверх» и «вниз» [5].
Логические каналы в UMTS предоставляются на субуровне управления медиа доступом МАС, относящемся к уровню 2 (канальному уровню) сети UMTS, для уровней управления более высокого порядка.
Каналы службы обмена данными сети радиодоступа RAB в UMTS также предоставляются уровнем 2 сети для более высоких уровней управления в интересах других пользователей или обеспечения управления данными. Взаимодействие между различными каналами и уровнями сети UMTS показано на рис. 9.5.
Логические каналы характеризуют содержание, структуру и вид передаваемой информации, транспортные каналы отражают направления и точки, в которые пересылаются данные логических каналов, а физические каналы в зависимости от выбранной технологии и среды распространения сигналов (эфир, оптика, медь) образуют радиолинии и проводные линии, по которым на физическом уровне в виде сигналов передается информация. На рис. 9.6 показано взаимодействие подсистем радиосети UTRAN с помощью этих каналов. Структура и использование каналов в сети UMTS существенно иные, чем в сети GSM.
Физические каналы сети UMTS могут иметь различные значения ширины полосы радиоканалов, выделенных для решения сетевых задач радиоинтерфейса Uu. Иначе говоря, физические каналы фактически образуют радио интерфейс сопряжения Uu между абонентскими терминалами и подсистемой радиодоступа сети RNS. В сети GSM физические каналы имеют заранее определенную структуру и опознаются контроллером базовой станции ВSС, а в сети UMTS физические каналы создаются интерфейсом Uu и их структура необязательно известна в контроллере базовой станции RNC. Поэтому в сети UMTS контроллер RNC опознает вместо физических каналов транспортные каналы. По
транспортным каналам пересылаются потоки информации, прошедшие через интерфейс Uu. Физическим элементом, преобразующим такие потоки информации с уровня транспортных каналов на уровень физических каналов и наоборот, является базовая станция.
Логические каналы не являются каналами как таковыми — их можно рассматривать в виде совокупности разных задач, которые сеть и терминал должны выполнять в разные моменты времени. Затем они как информационные структуры преобразуются в транспортные каналы, выполняющие фактическую пересылку информации между AT и сетью радиодоступа UTRAN.
Абонентский терминал и сеть радиодоступа UTRAN выполняют разные задачи при передаче потоков данных в линии «вверх» и в линии «вниз», различающихся объемом. Поэтому и структуры логического, транспортного и физического каналов различаются в каждом направлении. Работу сети UTRAN и виды предоставляемых услуг определяют в основном логические каналы. Сеть радиодоступа UTRAN с помощью логических каналов решает следующие задачи:
• Оповещение абонентского терминала через базовую станцию о текущем информационном обмене служебной информацией (обстановке радиосвязи), которая включает, например, коды, используемые в активной и соседних сотах, уровни разрешенной мощности и т.д. Информация такого типа предоставляется сетью UTRAN для абонентского терминала по логическому каналу, называемому трансляционным каналом управления ВССН.
• Доступ к абонентскому терминалу для связи (например, при вызове подвижного абонента). Сеть должна послать абонентскому терминалу поисковый вызов (запрос) для определения его точного местоположения. Этот запрос передается по логическому каналу, называемому каналом поискового вызова РССН.
• Управление задачами, общими для всех абонентских терминалов, находящихся в соте. Для таких случаев в сети используется общий канал управления СССН. Поскольку в канале СССН может быть несколько одновременно работающих АТ, они должны использовать признак U-RNT.I (временный распознаватель сети радиосвязи UTRAN) для идентификации абонента. На основе анализа признака U-RNT.I сеть определяет маршрут пересылки полученных сообщений в соответствующий обслуживающий контроллер RNC.
• Отправка управляющей информации для активации соединения по логическому каналу, называемому выделенным каналом управления DCCH.
• Обслуживание целевого трафика: целевой абонентский трафик для обслуживания одного абонента в линии «вниз» направляется по логическому каналу, называемому выделенным каналом трафика DTCH.
• Групповая передача общего информационного трафика. Общим каналом трафика называется всенаправленный канал DТСН, работающий только по линии «вниз». Он используется при пересылке информации всем АТ или их конкретной группе в соте.
Логические и транспортные каналы в линии «вниз»
Все рассмотренные выше логические каналы (рис. 9.7) сети UTRAN используются для передачи данных в линии «вниз».
Все транспортные каналы сети UTRAN, кроме одного, являются обязательными при преобразовании логических каналов к физическим. К обязательным транспортным каналам в линии «вниз» относятся трансляционный канал ВСН, канал поискового вызова PCH, канал прямого доступа FACH и выделенный канал DCH. Кроме того, оператор может сформировать совмещенный канал линии «вниз» DSCH. Из этих каналов только канал DCH является выделенным транспортным каналом, а все остальные — общими. В данном контексте термин «выделенный» означает, что в сети UTRAN выделен канал для связи между сетью и определенными абонентскими терминалами. Термин «общий» означает, что в сети UTRAN по такому транспортному каналу UTRAN могут работать несколько абонентских терминалов одновременно.
В транспортном канале ВСН пересылается содержимое логического канала ВССН, т.е. специфическая информация для обеспечения радиодоступа, циркулирующая в соте. Такая информация может включать, например, коды произвольного доступа, информацию о доступе к соответствующему временному окну и о соседних сотах. В абонентских терминалах должно обеспечиваться декодирование информации транспортного канала ВСН для регистрации в сети. Сигналы в канале передаются с относительно большой мощностью, поскольку каждый
ВСН абонентский терминал в зоне покрытия соты должен принимать эти сигналы с гарантированным качеством.
В транспортном канале PCH пересылается пейджинговая информация. Он обеспечивает в сети соединение с определенным абонентским терминалом.
В транспортном канале FACH пересылается информация для управления абонентским терминалом, достоверно находящимся в соте, т.е. контроллер RNC отправляет ответ терминалу на запрос о произвольном доступе и она доставляется ему по каналу FACH. Кроме того, в транспортном канале FACH можно осуществлять передачу пакетного трафика по линии «вниз» (от UTRAN к абонентскому терминалу). В одной соте может быть создано множество каналов FACH, но один из них всегда сформирован так, чтобы по нему можно было принимать сообщения на все терминалы, находящиеся в зоне данной соты при низкой скорости передачи данных.
В транспортном канале DCH пересылается целевая управляющая информация и трафик, формируемые логическими каналами DCCH и DTCH. Следует отметить, что в одном транспортном канале DCH может быть передана информация нескольких логических каналов DTCH. Например, абонент сети UMTS может одновременно запросить услуги речевого вызова и видео вызова. Для речевого вызова используется один логический канал DTCH, а для видео вызова — другой логический канал DTCH. Однако для них обоих используется один и тот же транспортный канал DCH.
С точки зрения доступа в сеть UTRAN задача состоит в возможно полном использовании общих транспортных каналов, поскольку выделенные каналы будут занимать дополнительные радио ресурсы. Все больший интерес проявляется к использованию совмещенного канала DSCH. В нем пересылается целевая информация пользователей (TDCH и DCCH) для пакетного трафика, и этим каналом могут пользоваться несколько абонентов, В этом отношении он лучше канала DCH, поскольку в нем сохраняются сетевые ресурсы, относящиеся к пакетному трафику по линии вниз. Другой аспект состоит в том, что максимальную скорость передачи для канала DSCH можно быстрее изменить, чем для канала DCH. Ожидаемые высокоскоростные услуги с формированием случайных пакетных блоков типа, например, сетевого серфинга», повышают интерес к использованию транспортного канала DSCH в этих целях.
Логические и транспортные каналы в линии «вверх»
В линии «вверх» требуются только три логических канала: общий канал управления СССН, выделенный информационный канал DTCH и
выделенный канал управления DCCH, а также три обязательных транспортных канала: канал произвольного доступа RACH, выделенный канал DCH и общий пакетный канал СРСН. Логические транспортные и физические каналы в линии «вверх» показаны на рис. 9.8.
В транспортном канале RACH передается информация управления от АТ в сеть UTRAN, например запросы на установление соединения. Кроме того, в канале RACH транслируются пакетные данные небольшого размера.
Транспортный канал DCH аналогичен такому же каналу в линии «вниз», т.е. это выделенный транспортный канал, где пересылается информация каналов DCCH и DTCH.
Общий транспортный канал СРСН предназначен для передачи пакетных данных. Он является своего рода продлением канала RACH. Аналогией канала СРСН в линии «вниз» является канал FACH. Когда информация собирается из логических каналов и преобразуется на уровень транспортных каналов, она находится в формате готовности к пересылке. До начала передачи транспортные каналы компонуются для обеспечения их взаимодействия с физическими каналами по установленным в сети протоколам.
Физические каналы
Физические каналы в сети UMTS используются для взаимодействия между абонентским терминалом и базовой станцией с помощью радиоинтерфейса Uu. Интерфейс Uu содержит больше физических каналов, чем показано на рис. 9.7 и 9.8. Эти дополнительные физические каналы используются для решения служебных задач, регулирования, изменения и обеспечения доступа к радио среде. Перечень физических каналов сети UMTS в режиме FDD (W-CDMA) приведен на рис. 9.9. Рассмотрим их более детально.
В системной архитектуре сети доступ по физическим каналам отделен от других уровней. Теоретически такой подход позволяет рассматривать физическую среду радиодоступа как самый нижний уровень взаимодействия подсистем UMTS. Различные изменения среды
распространения, используемой для радиодоступа, за счет появления внутрисистемных и межсистемных помех могут отражаться на вышестоящих уровнях сети, однако выбранное построение физических каналов оптимизировано с учетом этих воздействий и минимизирует такие изменения.
В первичном общем канале управления Р-ССРСН пересылаются сигналы транспортного канала ВСН в линии «вниз». Этот канал доступен всем абонентским терминалам, находящимся в зоне покрытия соты, т.е. они могут принимать все сигналы, созданные в данном канале. Из-за этого некоторые характеристики канала Р-ССРСН имеют ограничения по сравнению с характеристиками других физических каналов в сети UMTS. В физическом канале Р-ССРСН используется фиксированный каналообразующий код, и поэтому код расширения имеет тоже фиксированную длину. Это необходимо, поскольку абонентские терминалы не могут опознавать и демодулировать содержимое физического канала Р-ССРСН. Скорость передачи информации в этом физическом канале равна 30 Кбит/с с коэффициентом расширения спектра SF, равным 256. Эта скорость должна быть низкой, поскольку в таком канале сигналы передаются с относительно высокой мощностью. Если использовать более высокую скорость передачи данных, то начнет расти уровень внутрисистемных помех, что может существенно ограничить емкость сети.
Вторичный общий канал управления S-ССРСН использует два транспортных канала: канал поискового вызова РСН и канал прямого доступа FACH. Эти транспортные каналы могут работать с единым каналом управления или с отдельными физическими каналами управления S-ССPСH; таким образом, в соте всегда имеется не менее одного физического канала S-ССPСH. Скорость передачи данных в канале S-ССРСН фиксирована и относительно невелика по тем же причинам, что и в Р-ССРСН. На последующем этапе развития сети скорость передачи данных канала S-ССPСH может быть увеличена изменением ряда параметров сети. Конфигурацию канала S-ССPСH можно также менять для оптимизации технических характеристик сети. Например, в передаваемые последовательности данных можно включать пилот сигналы. Одним из вариантов изменения конфигурации сети является уплотнение информации канала РСН сигналами канала FACH для повышения качества функционирования сети по показателям поискового вызова канала РСН в отдельном физическом канале индикатора поискового вызова PICH.
Выделенный физический канал передачи данных DPDCH используется для пересылки трафика пользователя. Он имеет переменный размер, позволяет обеспечить несколько вызовов/соединений и используется в интерфейсе Uu между сетью радиодоступа и абонентским терминалом. Выделенные физические каналы всегда назначаются парами для одного соединения: один канал для пересылки информации управления, другой — для целевого трафика. В канале DPDCH пересылается информация управления при целевом соединении. На рис. 9.10 показана организация выделенного физического канала DPDCH и канала управления DPCCH в линиях «вверх» и «вниз».
В линии «вниз» каналы DPDCH (с данными абонента) и DPCCH (например, с информацией по управлению мощностью) уплотняются во времени путем мультиплексирования. Каждый слот этих каналов состоит из нескольких окон, каждое из которых отведено для передачи либо данных, либо команд управления. Если по каналу DPDCH информация не пересылается, что может иметь место в линии «вниз», то за счет временного уплотнения передаваемый сигнал имеет пульсирующую форму, что приводит к появлению помех и нарушению электромагнитной совместимости (ЭМС). В линии «вверх» такая проблема не возникает. В линии «вверх» каналы DPDCH и DРССН разнесены за счет применения квадратурной фазовой модуляции I/Q [5]. Если в канале DPDCH нет данных пользователя для пересылки, то нет и импульсно-подобных возмущений. В результате квадратурной фазовой модуляции в абонентском терминале фактически создается один канал, но по которому пересылаются два потока информации, каждый из которых использует ресурсы своего кода. Данные этого канала при приеме расщепляются в демодуляторе DMX на два параллельных канала: DPDCH и DPCCH.
В физических каналах DPDCH и DPCCH также передается содержимое транспортного канала DCH. Если при определенном соединении используется высокая скорость передачи данных, то в сети уже на ранней стадии начинает проявляться проблема нехватки каналообразующих кодов в соте. В этом случае имеется два варианта работы сети: или вводится новый код шифрования в соту, или для целевой передачи данных используются общие каналы. Введение новых кодов не рекомендуется в связи с утратой ортогональности. Вместе с тем второй
вариант — использование ресурсов общих каналов для пакетной передачи данных считается лучшим вариантом повышения емкости соты.
Транспортный канал DCH в линии «вниз» позволяет передавать информацию о том, должны ли в абонентском терминале декодироваться сигналы физического совмещенного канала линии «вниз» PDSCH для получения дополнительной информации пользователя. В канале PDSCH передаются сигналы транспортного канала DSCH. Использование этого канала является дополнительной возможностью повысить при необходимости емкость сети.
Доступ абонентского терминала в сеть UMTS производится с помощью процедуры произвольного доступа (RAP), в ходе которой данные небольших размеров передаются в физическом канале PRACH. Процедура произвольного доступа состоит из следующих этапов:
1. Абонентский терминал декодирует информацию транспортного канала ВСН, переданную по каналу P-CCPCH, и определяет доступные окна канала RACH, а также коды шифрования.
2. Абонентский терминал произвольно выбирает одно окно канала RACH.
3. Абонентский терминал устанавливает уровень мощности (по информации об уровне мощности, принятой по линии «вниз»), и в сеть передается преамбула.
4. В абонентском терминале декодируется содержимое канала AICH (канал отображения синхронизации) и определяется, принята ли в сети переданная преамбула. Если нет, то абонентский терминал снова передает преамбулу, но с более высоким уровнем мощности.
5. Абонентский терминал по каналу PRACH передает информацию канала RACH, когда по каналу AICH, длина слота доступа которого равна 5120 элементам, подтверждено, что преамбула поступила в сеть. По размеру переданная информация RACH занимает один или два кадра физического уровня UMTS, что по времени составляет 10 или 20 мс.
Если при передаче пакетов данных по линии «вверх» емкости физического канала произвольного доступа RACH недостаточно, то абонентский терминал может использовать общий транспортный канал CPCH в линии «вверх». Соответствующим физическим каналом линии «вверх является физический общий пакетный канал PCPCH (см. рис. 9.8). Аналогом канала CPCH в линии «вниз» является выделенный канал DPCCH,
Канал синхронизации SCH обеспечивает абонентский терминал информацией для поиска сети при нахождении абонентского терминала в зоне покрытия соты. Фактически канал SСН включает два канала синхронизации: первичный P-SCH и вторичный S-SCH (рис. 9.11). В канале P-SCH используется постоянный код синхронизации, каждый по 256 элементов. Канал $СН одинаков в каждой соте сети. Сигналы канала P-SСН демодулируются абонентским терминалом и обеспечивают синхронизацию кадра и временных окон сети. Кроме того, с их помощью распознается группа кодов шифрования, использованная в соте.
Общий пилотный канал CPICH является немодулированным кодовым каналом, который шифруется кодом, характерным для данной соты. Он используется для оценки уровня сигнала в выделенном канале (в абонентском терминале) и предоставления сведений об оценках этого канала в базовых станциях сети. В этом отношении пилот сигнал соответствует таким функциональным возможностям, как проверочная последовательность, включаемая в середину передаваемых пакетов данных в сетях GSM.
Обычно в одной соте имеется только один канал CPICH, но возможно иметь и два таких канала. В этом случае они делятся на первичный и вторичный. Вторичный канал CPICH может быть в соте, например, когда в соте используется антенна с узконаправленной диаграммой, предназначенная для обслуживания «горячей» точки с высоким трафиком. Таким образом, вторичный канал CPICH обеспечивает выделенную зону, а первичный — функцию приема пилот сигнала для всей зоны покрытия соты. Терминалы постоянно настроены на пилот-сигнал, который используется при хэндовере и уравновешивании нагрузки соты.
С системной точки зрения регулировкой уровня мощности канала CPICH достигается баланс в распределении абонентской нагрузки между сотами: абонентский терминал всегда выбирает соту с наиболее выгодной энергетикой сигнала на входе приемника, и за счет снижения уровня мощности канала CPICH использование соты становится менее выгодным по энергетическим соотношениям.
Кроме указанных выше, в сети UMTS используются и другие физические каналы: канал отображения состояния транспортного канала CPCH в линии «вниз» (CSICH), канал индикации обнаружения конфликта канала CPCH (CD-ICH), канал индикации присвоения канала CPCH (СА-I CH).
Для оповещения абонентского терминала о наличии и конфигурации канала CPCH формируют канал CSICH за счет свободного пространства, образованного в канале AICH. Для исключения конфликтов, когда в двух абонентских терминалах используются одинаковые группы идентификации, применяют каналы индикации обнаружения конфликта CD-ICH и индикации присвоения СА-ICH. По этим физическим каналам пересылается информация о конфликтных ситуациях, возникающих в сети на уровне абонентских терминалов.
9.3. Уровни и плоскости управления протоколами сети UMTS
В соответствии с общей моделью взаимодействия открытых интерфейсов OSI (Open System Interconnection) сеть UMTS разделена на горизонтальные уровни (Layer) и вертикальные плоскости (Plane). В соответствии с моделью OSI взаимодействие подсистем сети UMTS на горизонтальных уровнях осуществляется на основе сетевых протоколов, а в вертикальных плоскостях — на основе протоколов и интерфейсов. Структура сети построена на принципе логической независимости уровней и плоскостей управления, позволяющем изменять структуру одних протоколов без изменения других. Соответственно и управление качеством услуг в сети UMTS тесно связано с принципами и протоколами
взаимодействия этих уровней и плоскостей (рис. 9.12) [3-4].
Горизонтальные уровни
Модель взаимодействия протоколов включает три основных уровня горизонтального управления протоколами сети UMTS (рис. 9.13):
транспортно-сетевой (Transport Network Layer), сети радиодоступа (Radio Network Layer), системно-сетевой (System Network Layer).
Протоколы транспортно-сетевого уровня отвечают за предоставление общих услуг обмена данными для всех подсистем сети UMTS, что делает их способными к взаимодействию со всеми тремя уровнями. Функциональные возможности UMTS распределены между сетевыми элементами (радио и базовой сети) на основе использования сетевых протоколов обмена между уровнем радиодоступа и системно-сетевым уровнем с учетом их специфики. Все задачи, относящиеся к сети UTRAN, решаются только на уровне сети радиодоступа, а транспортно сетевой уровень обеспечивает стандартную технологию транспортировки данных в сети UTRAN и в базовой сети CN.
Протоколы уровня сети радиодоступа обеспечивают обмен служебными данными между абонентским терминалом и базовой сетью сети UMTS.
Протоколы системно-сетевого уровня обслуживают более широкую цепочку подсистем сети UMTS, включая элементы транзитной сети внутри базовой сети. Они обеспечивают обмен служебными данными и управление соединениями внутри UMTS.
Вертикальные плоскости
На каждом из трех уровней существуют различия между обеспечением управления и передачей данных пользователя. Эти различия требуют структурного разделения модели взаимодействия протоколов UMTS на плоскости (см. рис. 9,12). Все протоколы, относящиеся к функции управления сетью UMTS, считаются принадлежащими плоскости управления (Control Plane) сети UMTS, а протоколы, относящиеся к функции передачи данных пользователя, — принадлежащими плоскости абонента (User Plane) сети UMTS. Различия между плоскостью управления и плоскостью абонента наиболее ярко видны внутри сети радиодоступа и базовой сети; для транспортной сети большинство протоколов имеет общий характер в обеих плоскостях. Несмотря на унификацию протоколов транспортно-сетевого уровня, обычно выделяют те их особенности, которые обеспечивают поддержку функций управления и функций передачи данных пользователя. Кроме того, в сети UTRAN выделена еще и плоскость управления транспортной сети (Transport Network Control Plane) (см. рис. 9.13).
Плоскость управления. Плоскость управления используется во всех приложениях для решения задач сигнализации и управления, относящихся к сети UTRAN. Она включает три протокола приложений (RANAP в интерфейсе lu, RNSAP в lur и ИВАР в lub) и службу обмена данными сигнализации для транспортировки сообщений протокола приложений.
Протоколы приложений используются для поддержки с помощью служб обмена данными (в частности, служб обмена данными радиодоступа в интерфейсе lu и радиолиний в интерфейсах lur и lub). Параметры службы обмена данными протокола приложений в этой модели непосредственно не связаны с технологиями обмена данными плоскости абонента, а являются общими для служб обмена данными сети. Служба обмена данными сигнализации, используемая протоколом приложений и протоколом ALCAP, является одинаковой. Параметры этой службы устанавливаются системой управления и эксплуатации сети UMTS (O& М).
Протоколы плоскости управления в различных подсистемах, входящих в UMTS, взаимодействуют друг с другом и обеспечивают все объемлющий общесистемный контроль ресурсов и служб сети.
Плоскость абонента. Вся информация, отправляемая и получаемая конечным пользователем, например кодированное речевое сообщение при речевом вызове или пакеты при соединении пользователя с сетью Интернет, пересылаются в плоскости абонента. Плоскость абонента включает потоки данных и данные службы обмена. Каждый передаваемый поток данных в плоскости абонента характеризуется одним или несколькими протоколами, определенными для конкретного интерфейса сети.
Плоскость управления транспортной сети. Плоскость управления транспортной сети вводится для обеспечения всех видов сигнализации управления на транспортно-сетевом уровне, а также взаимодействия между плоскостью управления и плоскостью абонента. По ней не передается информация, используемая на уровне сети радиодоступа. Она включает протокол ALCAP, который необходим для организации службы обмена данными транспортировки для плоскости абонента и данными сигнализации. Введение плоскости управления транспортной сети обеспечивает полную независимость протокола приложений в плоскости управления сети радиодоступа от выбранной технологии пересылки данных в плоскости абонента.
Когда в плоскости абонента используется плоскость абонентов транспортной сети, то устанавливается следующий порядок работы службы обмена данными. Сначала выполняется операция сигнализации в плоскости управления с использованием протокола приложений, затем пересылка данных с использованием служб обмена данными по протоколу ALCAP в плоскость абонента.