Телекомунікаційні системи та мережі. Том 1. Структура й основні функції.  /  Зміст  /  Розділ 10. Технології та протоколи управління в ТКС   /  Тема 10.2. Підсистема управління послугами

Зміст:

10.2.3. Розробка та впровадження нових послуг. Концепція інтелектуальної мережі

Архітектурна концепція інтелектуальної мережі. До 50-х рр. ХХ ст. телекомунікаційні мережі обмежувалися тільки передачею аналогової телефонії. Основне завдання, яке в цей період ставили розробники мереж, полягало в якісній передачі мови на більші відстані з високою надійністю та мінімальною вартістю. Проте з середини XX ст. у розвинених країнах оператори опинилися перед фактом значного зниження темпів зростання доходів від надання традиційних послуг. Попит на такі послуги був повністю задоволений і в міру розвитку всіх галузей людської діяльності на ринку зв’язку стали з’являтися користувачі, що вимагали нових типів послуг окрім традиційного двоточкового мовленнєвого з’єднання.

Проте розробка та впровадження нових послуг були пов’язані з низкою проблем, що виражалися у недостатній стандартизації, в результаті чого у світі діє кілька несумісних стандартів. Для введення нових послуг у традиційний спосіб необхідно замінювати програмне забезпечення, а іноді й велику кількість обладнання оператора мережі, що потребує значних коштів. Цей процес ускладнювався ще й тим, що мережа оператора, як правило, складалася з обладнання декількох різних виробників, й іноді траплялося, що послуги в зоні обслуговування цього оператора виявлялися не повністю ідентичними. Крім того, після введення послуги в експлуатацію модифікувати її з урахуванням вимог нових груп клієнтів теж було дуже непросто. Концепція надання послуг не була модульною і в міру зростання складності окремих послуг і залежності між ними додати нову послугу до вже існуючих ставало все складніше. Оператор не міг сам використати логіку, що підтримує одну послугу, для підтримки іншої послуги. При введенні нових послуг традиційним способом ускладнюється структура мереж, а також процеси управління та експлуатації.

Велика кількість, складність і частота введення нових функцій у мережі зв’язку потребували нового підходу, який міг кардинально змінити всі аспекти створення та надання послуг, а також експлуатаційного управління ними. Виникла необхідність переходу від консервативного підходу, який використовувався протягом тривалого часу і передбачав надання невеликого переліку послуг, до створення нової платформи, що дозволяє вводити широкий спектр нетрадиційних послуг і надає можливість «налаштовувати» їх під індивідуальні вимоги клієнта. Таким новим підходом стала концепція інтелектуальної мережі (Intelligent Network, IN).

Призначення інтелектуальної мережі полягає у наданні додаткових телекомунікаційних послуг користувачеві, при цьому розробка, впровадження і модифікація послуг здійснюється максимально швидко, економічно та з найбільш ефективним використанням існуючої інфраструктури мережі.

Інтелектуальна мережа є принципово новою архітектурою, основна ідея якої полягає у відокремленні процесу традиційної комутації викликів від процедур впровадження, надання та управління послугами. Для цього необхідно мати певні інтерфейси між комутаторами мережі та спеціальними пристроями, які складають так звану «інтелектуальну надбудову» («інтелектуальну платформу», «платформу IN»). Модернізація послуг у цьому разі досягається лише модернізацією програмного забезпечення платформи IN. Це дозволяє швидко та економічно впроваджувати на існуючих мережах будь-які послуги незалежно від виробників комутаційного обладнання.

Функціональна і фізична архітектура інтелектуальної мережі. Основна вимога до функціональної архітектури IN — це відокремлення функцій надання послуг від функцій комутації та їх розподіл по різних функціональних підсистемах. Функції комутації, як і для традиційних мереж, залишаються в базовій мережі зв’язку, а функції управління, створення та впровадження послуг виносяться в створювану окремо від базової мережі інтелектуальну надбудову, яка взаємодіє з базовою мережею за допомогою стандартизованих інтерфейсів (рис. 10.2.5).

Архітектура IN є розподіленою системою, у якій всі функції комутації, управління обслуговуванням, створення, модифікації та надання послуг поділені на невелику кількість модулів, взаємодію між якими забезпечують стандартні інтерфейси, а перелік функцій кожного модуля строго визначений. Такі модулі отримали назву функціональних об’єктів. Комутаційне обладнання, дооснащене необхідними функціональними модулями, і спеціалізовані програмно-апаратні засоби називаються вузлами IN.

Рис. 10.2.5. Узагальнена функціональна архітектура IN

Існує кілька варіантів розподілу функціональних об’єктів між фізичними вузлами IN: від централізованого, при якому всі необхідні функції інтегровані в одному-двох вузлах, до найбільш розподіленої (класичної) архітектури, при якій надання послуги передбачає взаємодію декількох типів вузлів, найважливішими з яких є SSP, SCP, IP і SDP (рис. 10.2.6).

Вузол комутації послуг SSP (Service Switching Point) є комутаційною системою, за якою зберігаються всі функції з управління процесом надання основних послуг зв’язку, але ця система оснащена додатковим програмним забезпеченням. Вузол комутації послуг SSP забезпечує абонентам мережі загального користування доступ до послуг і підтримку протоколів взаємодії з іншими елементами IN. Вузол комутації послуг визначає, що виклик відноситься до IN, і надсилає запит на активацію послуги у вузол, що виконує функції управління послугами, наприклад, вузол управління послугами SCP. Це повідомлення може містити номер абонента, що викликає, набрані цифри номера, код необхідної послуги та деякі інші параметри. Після оснащення комутаційного обладнання функціями SSP послуги IN можуть вводитися та видалятися за допомогою лише певних модифікацій конфігурації SSP, які доступні технічному персоналу через звичайний інтерфейс оператора, без зміни системного прикладного програмного забезпечення (версії ПЗ).

Рис. 10.2.6. Спрощена фізична архітектура IN

Вузол управління послугами SCP (Service Control Point) забезпечує управління послугою та зазвичай є високопродуктивним комп’ютером з підвищеною надійністю. SCP містить програми, які централізовано реалізують логіку послуг для всієї мережі IN, програмне забезпечення протоколів взаємодії з іншими елементами мережі, системне програмне забезпечення, а також може містити базу даних реального часу. Вузол управління послугами також реалізує функції доступу до бази даних для трансляції номера та перевірки кодів послуг.

SCP приймає запит і повертає в SSP інструкції з подальшої обробки виклику відповідно до логіки послуги. Обслуговування виклику в SSP припиняється доти, доки перший набір інструкцій не досягне вузла комутації послуг. Вузол управління послугами відповідає за обробку виклику доти, доки управління не передасться назад у вузол комутації послуг. Протягом часу, поки SCP відповідає за управління викликом, SSP може надсилати йому звіти у вигляді повідомлень про результати виконання необхідних операцій. Для підтримки названих функцій SCP має виконувати високопродуктивну обробку повідомлень мережі загальноканальної системи сигналізації — ЗКС 7.

SCP має прямий доступ до вузла підтримки даних SDP або може з’єднуватися з ним через мережу сигналізації. При цьому вузол SDP може входити як у ту саму мережу, що й вузол SCP, так і в інші мережі. Через мережу сигналізації SCP може бути з’єднаний з вузлом комутації послуг SSP та інтелектуальною периферією (IP).

Вузол підтримки даних SDP (Service Data Point) містить дані, необхідні для надання індивідуалізованих послуг, тобто виконує функцію підтримки даних. Доступ до SDP може бути отриманий або через мережу сигналізації, або через вузол управління послугами SCP, або вузол забезпечення послуг SMP. Різні вузли підтримки даних можуть бути пов’язані один з одним.

Вузол інтелектуальної периферії IP (Intelligent Peripheral) містить засоби, що роблять послуги мережі зручними для користувачів, забезпечуючи для SSP допоміжні функції з ведення діалогу з абонентом, такі як надсилання запрошення до набору додаткових цифр, прийом цифр, що абонент надсилає двочастотним способом, розпізнавання мови та деякі інші можливості. Обладнання IP може бути як інтегрованим з SSP, так і окремо встановленим обладнанням. IP управляється по протоколу INAP з боку SCP. Підключення до SSP здійснюється по сполучних лініях, якими управляє підсистема користувача ISUP ЗКС 7, або по первинному доступу ISDN, що управляється цифровою абонентською сигналізацією DSS1.

Вузол середовища створення послуг SCEP (Service Creation Environment Point) забезпечує оператору мережі можливості для контролю та управління параметрами та конфігурацією послуг IN. Функціями цього вузла є модифікація послуг, розробка та тестування нових послуг (у тому числі й до початку комерційної експлуатації). SCEP дозволяє задати фактично індивідуальне обслуговування для кожного клієнта. У проектувальника послуг, що використовує таке обладнання, відсутня необхідність у використанні традиційних програмних засобів. Замість цього використовуються програмні засоби, управління якими здійснюється через систему меню, а послуги створюються введенням потрібних параметрів. Створена й відтестована належним чином у SCEP нова послуга (тобто програмні засоби для її реалізації) через систему техобслуговування SMP одночасно завантажується в усі SCP мережі оператора. В SSP для підтримки послуги не потрібно ніякого нового програмного забезпечення, достатньо лише активувати потрібні тригерні точки.

Вузол менеджменту послуг SMP (Service Management Point) забезпечує адміністративне управління мережними елементами IN і мережею в цілому. Цей вузол може управляти базами даних, навантаженням, тестувати мережу та вимірювати різні її характеристики.

Протоколи взаємодії між SMР, SCEP і SCP у рамках першого набору можливостей CS1 не визначені, однак стандартними протоколами де-факто стали X.25 і TCP/IP.

Переваги інтелектуальної мережі. Перша фаза реалізації IN, асоційована з першим набором можливостей (CS-1), швидше є іншим способом реалізації давно відомих послуг або структурування існуючої мережі зв’язку, ніж створенням нової мережі або принципово нових послуг. Основні функції надання послуг у мережах IN із комутаційних систем переносяться у невелику кількість вузлів управління послугами SCP. Для взаємодії з SCP існуючі комутаційні системи доустатковуються функціями комутації послуг і стають після цього вузлами комутації послуг SSP. Таким чином, на першому етапі впровадження послуг IN існуюча мережа зв’язку лише структурується відповідно до концепції IN з метою більш ефективного надання послуг, що переважно вже зарекомендували себе (трансляція номерної інформації, альтернативна тарифікація, телефонні кредитні карти та ін.).

Слід зазначити, що досить поширеним є й альтернативні способи надання тих самих послуг, найвідомішим з яких є застосування комп’ютерної телефонії. При цьому зовнішній комп’ютер, з’єднаний з комутаційною системою, так само як SCP у мережах IN, бере на себе частину функцій з реалізації логіки послуги й у цьому змісті функціонально аналогічний йому. Однак загальноприйняті стандарти на прикладному рівні для взаємодії через інтерфейс між ним і комутаційною системою поки відсутні. Крім того, не передбачені рішення, що дозволяють використовувати той самий комп’ютер для обслуговування декількох комутаторів, і, як наслідок, відсутня можливість централізованого розгортання і модифікації послуг на всій мережі. Перевагою такого способу є відносно низька вартість, що є досить привабливим для операторів виділених і приватних мереж, тому відповідне обладнання зазвичай підключається до відомчих АТС.

Використовуючи комп’ютерну телефонію для надання таких послуг, як телеголосування та телефонні кредитні карти, і називаючи останні «інтелектуальними послугами» або навіть послугами IN, оператори найчастіше вводять в оману своїх клієнтів, не знайомих зі стандартами IN. Адже не існує інтелектуальних послуг, є лише той чи інший спосіб їхньої реалізації. Один з таких способів отримав назву «інтелектуальна мережа», з цієї причини послуги, реалізовані саме таким способом, називаються послугами інтелектуальної мережі. При цьому кінцевого користувача у більшості випадків не цікавить, який саме спосіб використовує той чи інший оператор для надання потрібних йому (клієнтові) послуг, його цікавить лише співвідношення між їхньою якістю та вартістю. Для оператора ж мережі зв’язку спосіб надання послуг має першорядне значення, і в цьому контексті використання комп’ютерної телефонії (або інших функціонально аналогічних способів) на великих мережах з погляду перспектив їхнього розвитку навряд чи можна вважати доцільним, беручи до уваги можливості з розширення номенклатури послуг, забезпечення надійності мережі, доступності послуг і взаємодії між мережами.

Використання концепції IN має такі переваги:

  • ефективне використання мережних ресурсів;
  • модульність і багатоцільове призначення мережних функцій;
  • стандартизована взаємодія мережних функцій за допомогою незалежних від послуг мережних інтерфейсів;
  • можливість розвивати незалежно мережі зв’язку та бази даних/послуг, але з чіткою їх взаємодією у відповідності зі стандартами, протоколами та інтерфейсами ITU-Т;
  • великий діапазон можливостей: IN дозволяє операторам мережі та постачальникам послуг надавати широкий спектр послуг, кількість яких обмежується лише визнанням користувачів та інтересом до цих послуг;
  • контроль послуги абонентом і адаптація послуг до вимог замовника: послугу може конфігурувати як постачальник, так і її абонент;
  • швидке впровадження нових послуг і корекція старих. Завдяки послугонезалежному підходу до реалізації програмного забезпечення (ПЗ), використання концепції IN дозволяє зводити до мінімуму обсяг модифікацій ПЗ комутаційної системи, необхідних для введення нових послуг, дозволяє швидко й гнучко вводити нові або модифікувати вже наявні в експлуатації послуги без внесення істотних змін в існуюче ПЗ цифрових систем комутації;
  • інтелектуальна мережа може бути реалізована на будь-якій існуючій мережі зв’язку, хоча ефективнішим було б її впровадження на цифрових мережах з використанням ЗКС 7, розподіленої обробки даних, а також управління базами даних.

Слід зазначити, що в країнах з розвинутою телекомунікаційною інфраструктурою задовго до введення послуг IN існувала практика надання додаткових послуг у межах мережі загального користування. Для таких країн перехід до інтелектуальної мережі — це лише перехід до іншого, ефективнішого, способу надання послуг, що характеризується значним ступенем стандартизації. Створення IN спростить введення нових послуг, підвищить якість обслуговування споживачів, знизить витрати операторів, а звідси — і тарифи на послуги, підвищивши доходи. При цьому користувач одержує можливість управляти послугами, формувати й замовляти їх на певний час і одержувати доступ до послуг незалежно від свого географічного положення. IN підтримує телефонні мережі загального користування, мережі рухомого радіотелефонного зв’язку, мережі передачі даних тощо, а також широкий спектр послуг, включаючи (але не обмежуючись цим) усі існуючі й майбутні послуги вузькосмугової N-ISDN і широкосмугової B-ISDN.

Закладені у концепції інтелектуальної мережі принципи відіграють ключову роль в інтеграції стаціонарних мереж і мереж рухомого зв’язку, телефонних мереж і мережі Інтернет. Ці принципи можна застосовувати у широкосмугових мережах, частково вони покладені в основу побудови мереж наступного покоління NGN.